Características Hidrodinámicas de Dos Cilindros Lado a Lado con una Relación de Paso de 2 a Bajas Números de Reynolds Subcríticos
Autores: Gomes, Thiago; Goulart, Jhon; Anflor, Carla
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Características Hidrodinámicas de Dos Cilindros Lado a Lado con una Relación de Paso de 2 a Bajas Números de Reynolds Subcríticos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Flujo isotérmico
Flujo turbulento
Cilindros circulares
Números de Reynolds
Coeficiente de arrastre
Topologías de estela
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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El flujo turbulento isotérmico alrededor de cilindros circulares dispuestos uno al lado del otro fue simulado numéricamente en una plataforma comercial de volúmenes finitos, ANSYS(r) CFX, versión 2020 R2. La turbulencia se modeló utilizando k- transporte de tensión cortante (k- SST). Se calcularon tres números de Reynolds diferentes, Red = 200, 1000 y 3000, que se basaron en el diámetro del cilindro, d, la velocidad del flujo libre, Uinfinito, y la viscosidad cinemática del fluido. Los cilindros laterales se separaron entre sí, formando una relación p/d igual a 2, que se mantuvo constante a lo largo de los cálculos independientemente de los cambios en el número de Reynolds. Se evaluó el coeficiente de arrastre, Cd, así como sus trazas temporales, junto con las diferentes topologías de estela experimentadas por los cilindros (estela ancha WW y estela estrecha NW). Las simulaciones pudieron predecir el flujo bistable sobre los cilindros y los cambios en Cd asociados con las estelas. Siempre que se identificaba una nueva topología de estela, el arrastre de forma cambiaba de acuerdo con la distribución de presión instantánea. Se llevó a cabo una simulación laminar para el caso del número de Reynolds más bajo, mostrando que el modelo de turbulencia adoptado no afectó la respuesta dinámica del flujo. El caso Red = 3000 se comparó con los resultados de Afgan, cuyas simulaciones se realizaron en una malla 3-D utilizando LES (Simulación de Grandes Vórtices), mostrando una gran concordancia con sus resultados.
Descripción
El flujo turbulento isotérmico alrededor de cilindros circulares dispuestos uno al lado del otro fue simulado numéricamente en una plataforma comercial de volúmenes finitos, ANSYS(r) CFX, versión 2020 R2. La turbulencia se modeló utilizando k- transporte de tensión cortante (k- SST). Se calcularon tres números de Reynolds diferentes, Red = 200, 1000 y 3000, que se basaron en el diámetro del cilindro, d, la velocidad del flujo libre, Uinfinito, y la viscosidad cinemática del fluido. Los cilindros laterales se separaron entre sí, formando una relación p/d igual a 2, que se mantuvo constante a lo largo de los cálculos independientemente de los cambios en el número de Reynolds. Se evaluó el coeficiente de arrastre, Cd, así como sus trazas temporales, junto con las diferentes topologías de estela experimentadas por los cilindros (estela ancha WW y estela estrecha NW). Las simulaciones pudieron predecir el flujo bistable sobre los cilindros y los cambios en Cd asociados con las estelas. Siempre que se identificaba una nueva topología de estela, el arrastre de forma cambiaba de acuerdo con la distribución de presión instantánea. Se llevó a cabo una simulación laminar para el caso del número de Reynolds más bajo, mostrando que el modelo de turbulencia adoptado no afectó la respuesta dinámica del flujo. El caso Red = 3000 se comparó con los resultados de Afgan, cuyas simulaciones se realizaron en una malla 3-D utilizando LES (Simulación de Grandes Vórtices), mostrando una gran concordancia con sus resultados.