El impacto de la deformación estática aguas arriba en el flujo pasado un cilindro/flare
Autores: Becks, Aaron; Korenyi-Both, Tyler; McNamara, Jack J.; Gaitonde, Datta V.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
El impacto de la deformación estática aguas arriba en el flujo pasado un cilindro/flare
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Promedio de Reynolds
Navier-Stokes
Simulaciones
Flujo turbulento supersónico
Distorsión de la superficie
Longitud de separación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 15
Citaciones: Sin citaciones
Se realizan simulaciones de Navier-Stokes promediadas por Reynolds para el flujo turbulento supersónico sobre un cilindro/flare con distorsión superficial aguas arriba representativa de la deformación estructural inducida por el comportamiento fluido-estructural y fluido-térmico-estructural. Se lleva a cabo un amplio análisis paramétrico a través de la generación de superficies de respuesta Kriging a partir de una base de datos de simulaciones generales. Luego se realizan simulaciones a posteriori en combinaciones paramétricas que corresponden a extremos en las superficies de respuesta Kriging para obtener una comprensión más profunda de la interacción entre la distorsión superficial y las respuestas del flujo. Las distorsiones aguas arriba tienden a disminuir, en lugar de aumentar, las cargas de presión máxima y flujo de calor en el flare en comparación con un cilindro no deformado. Además, las disminuciones en estas cantidades alcanzan hasta un 10% en comparación con hasta un 1% para los aumentos. Las cantidades integradas sobre el flare son relativamente insensibles a la distorsión aguas arriba. La longitud de separación en la esquina es la cantidad más sensible a la distorsión aguas arriba, con protrusiones que tienden a aumentar la longitud de separación y recesiones que reducen la longitud de separación. Se observan modificaciones en la longitud de separación de hasta un 40%. Las reducciones en las cargas máximas tienden a corresponder a aumentos en la longitud de separación en la esquina. El movimiento de la distorsión superficial en relación con la esquina indica un impacto negligible más allá de 1.5 longitudes de distorsión desde la esquina, y el mayor impacto en la longitud de separación en la esquina ocurre cuando la distorsión está directamente adyacente. Estos resultados son un paso importante hacia la comprensión y cuantificación del impacto de las deformaciones superficiales en los componentes aguas abajo.
Descripción
Se realizan simulaciones de Navier-Stokes promediadas por Reynolds para el flujo turbulento supersónico sobre un cilindro/flare con distorsión superficial aguas arriba representativa de la deformación estructural inducida por el comportamiento fluido-estructural y fluido-térmico-estructural. Se lleva a cabo un amplio análisis paramétrico a través de la generación de superficies de respuesta Kriging a partir de una base de datos de simulaciones generales. Luego se realizan simulaciones a posteriori en combinaciones paramétricas que corresponden a extremos en las superficies de respuesta Kriging para obtener una comprensión más profunda de la interacción entre la distorsión superficial y las respuestas del flujo. Las distorsiones aguas arriba tienden a disminuir, en lugar de aumentar, las cargas de presión máxima y flujo de calor en el flare en comparación con un cilindro no deformado. Además, las disminuciones en estas cantidades alcanzan hasta un 10% en comparación con hasta un 1% para los aumentos. Las cantidades integradas sobre el flare son relativamente insensibles a la distorsión aguas arriba. La longitud de separación en la esquina es la cantidad más sensible a la distorsión aguas arriba, con protrusiones que tienden a aumentar la longitud de separación y recesiones que reducen la longitud de separación. Se observan modificaciones en la longitud de separación de hasta un 40%. Las reducciones en las cargas máximas tienden a corresponder a aumentos en la longitud de separación en la esquina. El movimiento de la distorsión superficial en relación con la esquina indica un impacto negligible más allá de 1.5 longitudes de distorsión desde la esquina, y el mayor impacto en la longitud de separación en la esquina ocurre cuando la distorsión está directamente adyacente. Estos resultados son un paso importante hacia la comprensión y cuantificación del impacto de las deformaciones superficiales en los componentes aguas abajo.