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Estructuras Coherentes de un Flujo Turbulento Limitado por una Pared Permeable Compacta

Autores: Arthur, James K.

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

Estructuras Coherentes de un Flujo Turbulento Limitado por una Pared Permeable Compacta


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Mecánica

Palabras clave

Optimizar
Medios porosos
Turbulencia
Campo de flujo
Número de Reynolds
Estructuras coherentes

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Para optimizar el uso de medios porosos compactos como dispositivos de flujo y transferencia de calor, es imperativo entender aquellas estructuras coherentes del flujo asociado que generan y sostienen la turbulencia. Dada la deficiencia de datos sobre esta área en la literatura, se ha llevado a cabo este estudio para satisfacer esta necesidad. Con este fin, se realizaron una serie de mediciones de velocimetría de imágenes de partículas para capturar un campo de flujo turbulento limitado por un medio permeable modelo con un 85% de porosidad. Los números de Reynolds a granel basados en la velocidad a granel a través de todo el dominio de flujo y la profundidad del flujo sobre el límite permeable son aproximadamente 5.0 x 10^3 y 2.0 x 10^4. Al aplicar el análisis de eigenvalores del gradiente de velocidad, la descomposición en cuadrantes, las correlaciones multipunto y la descomposición ortogonal adecuada, se extrae la información necesaria sobre las estructuras coherentes del campo de flujo. Los resultados indican la existencia de estructuras espaciales cuyo orden, tamaño y orientación dependen del número de Reynolds y de la ubicación a lo largo del límite permeable. Mientras que las escalas más grandes están marcadas por barridos, eyecciones y alta actividad de vórtices, hay evidencia de eventos interactivos hacia adentro y hacia afuera en las porciones aguas arriba del flujo de la capa límite permeable. Este trabajo ayuda a aclarar algunas observaciones realizadas sobre el flujo turbulento sobre el límite permeable compacto.

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