Un estudio de modelos de turbulencia RANS en chorros completamente turbulentos: una perspectiva para simulaciones CFD-DEM
Autores: Weaver, Dustin Steven; Mikovi, Sanja
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Un estudio de modelos de turbulencia RANS en chorros completamente turbulentos: una perspectiva para simulaciones CFD-DEM
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Análisis
Tensión viscosa lineal
Modelos de turbulencia
Dinámica de fluidos computacional
Chorros redondos
Geometría de tubos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
Este documento presenta un análisis de modelos de turbulencia promediados por Favre de estrés viscoso lineal para la dinámica de fluidos computacional (CFD) de chorros redondos completamente turbulentos con una geometría de tubo recto largo en el campo cercano. Aunque se han realizado trabajos similares en el pasado con soluciones muy relevantes, no se consideraron los problemas y limitaciones involucrados en el acoplamiento entre una fase euleriana y una lagrangiana, como en CFD-DEM acoplado completamente bidireccional. Estos problemas incluyen limitaciones en el dominio de solución, tamaño de celda de malla, modelado de paredes y acoplamiento de momento entre las dos fases en relación con el tamaño de las partículas. Por lo tanto, dentro de estas consideraciones, se proporcionan soluciones a las ecuaciones de Navier-Stokes con varios modelos de turbulencia utilizando una geometría de tubo recto largo en forma de cuña para el flujo de turbulencia completamente desarrollado. Se realizan simulaciones con un número de Reynolds de 13,000 y 51,000 utilizando dos diámetros de tubo diferentes. Se encontró que un modelo de turbulencia k-modificado logró los resultados más acordes tanto para los campos de velocidad como de flujo turbulento entre estos dos regímenes de flujo, mientras que un k-modificado SST/BSL también proporcionó resultados adecuados.
Descripción
Este documento presenta un análisis de modelos de turbulencia promediados por Favre de estrés viscoso lineal para la dinámica de fluidos computacional (CFD) de chorros redondos completamente turbulentos con una geometría de tubo recto largo en el campo cercano. Aunque se han realizado trabajos similares en el pasado con soluciones muy relevantes, no se consideraron los problemas y limitaciones involucrados en el acoplamiento entre una fase euleriana y una lagrangiana, como en CFD-DEM acoplado completamente bidireccional. Estos problemas incluyen limitaciones en el dominio de solución, tamaño de celda de malla, modelado de paredes y acoplamiento de momento entre las dos fases en relación con el tamaño de las partículas. Por lo tanto, dentro de estas consideraciones, se proporcionan soluciones a las ecuaciones de Navier-Stokes con varios modelos de turbulencia utilizando una geometría de tubo recto largo en forma de cuña para el flujo de turbulencia completamente desarrollado. Se realizan simulaciones con un número de Reynolds de 13,000 y 51,000 utilizando dos diámetros de tubo diferentes. Se encontró que un modelo de turbulencia k-modificado logró los resultados más acordes tanto para los campos de velocidad como de flujo turbulento entre estos dos regímenes de flujo, mientras que un k-modificado SST/BSL también proporcionó resultados adecuados.