Efectos de la Condición de Entrada en las Predicciones de RANS y LES del Flujo alrededor de un Edificio de Gran Altura
Autores: Vita, Giulio; Salvadori, Simone; Misul, Daniela Anna; Hemida, Hassan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Efectos de la Condición de Entrada en las Predicciones de RANS y LES del Flujo alrededor de un Edificio de Gran Altura
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Aplicaciones de ingeniería
Entrada turbulenta
Simulaciones numéricas
Predicción de patrones de flujo
Pruebas en túnel de viento
Características de la turbulencia
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
Un número creciente de aplicaciones de ingeniería requiere predicciones precisas del flujo alrededor de edificios para garantizar el rendimiento y la seguridad. Este artículo investiga los efectos de las variaciones en la entrada turbulenta, tal como se predice en diferentes simulaciones numéricas, sobre la predicción del patrón de flujo alrededor de edificios, en comparación con pruebas en túneles de viento. Las características de la turbulencia se evaluaron en varias ubicaciones alrededor de un modelo de edificio de gran altura cuadrado, a saber, por encima de la región del techo, a nivel peatonal y en el remolino. Se utilizaron tanto las ecuaciones de Navier-Stokes promediadas por Reynolds (RANS, donde la turbulencia está completamente modelada) como la simulación de grandes remolinos (LES, donde la turbulencia está parcialmente resuelta) para modelar un montaje experimental que proporciona validación para la región del techo. Se compararon las performances de ambas técnicas en su capacidad para predecir las características del flujo. Se encontró que RANS proporciona resultados confiables en regiones del flujo fuertemente influenciadas por el modelo del edificio, y es poco confiable donde el flujo está influenciado por condiciones ambientales. En contraste, LES es generalmente confiable, siempre que se incluya una entrada turbulenta adecuada en la simulación. RANS también se beneficia cuando se proporciona una entrada turbulenta en las simulaciones. En general, LES debería ser la metodología de elección si las aplicaciones de ingeniería están involucradas con las características de flujo altamente separadas y turbulentas alrededor del edificio, y RANS proporciona información confiable cuando se investigan regiones de alta velocidad del viento y baja turbulencia.
Descripción
Un número creciente de aplicaciones de ingeniería requiere predicciones precisas del flujo alrededor de edificios para garantizar el rendimiento y la seguridad. Este artículo investiga los efectos de las variaciones en la entrada turbulenta, tal como se predice en diferentes simulaciones numéricas, sobre la predicción del patrón de flujo alrededor de edificios, en comparación con pruebas en túneles de viento. Las características de la turbulencia se evaluaron en varias ubicaciones alrededor de un modelo de edificio de gran altura cuadrado, a saber, por encima de la región del techo, a nivel peatonal y en el remolino. Se utilizaron tanto las ecuaciones de Navier-Stokes promediadas por Reynolds (RANS, donde la turbulencia está completamente modelada) como la simulación de grandes remolinos (LES, donde la turbulencia está parcialmente resuelta) para modelar un montaje experimental que proporciona validación para la región del techo. Se compararon las performances de ambas técnicas en su capacidad para predecir las características del flujo. Se encontró que RANS proporciona resultados confiables en regiones del flujo fuertemente influenciadas por el modelo del edificio, y es poco confiable donde el flujo está influenciado por condiciones ambientales. En contraste, LES es generalmente confiable, siempre que se incluya una entrada turbulenta adecuada en la simulación. RANS también se beneficia cuando se proporciona una entrada turbulenta en las simulaciones. En general, LES debería ser la metodología de elección si las aplicaciones de ingeniería están involucradas con las características de flujo altamente separadas y turbulentas alrededor del edificio, y RANS proporciona información confiable cuando se investigan regiones de alta velocidad del viento y baja turbulencia.