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Evaluación Numérica de la Metodología IMERSPEC y el Modelo de Turbulencia Spalart-Allmaras en Simulaciones de Flujo en Canal Totalmente Desarrollado

Autores: Albuquerque, Laura Augusta Vasconcelos de; Villela, Mariana Fernandes dos Santos; Mariano, Felipe Pamplona

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Evaluación Numérica de la Metodología IMERSPEC y el Modelo de Turbulencia Spalart-Allmaras en Simulaciones de Flujo en Canal Totalmente Desarrollado


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Mecánica

Palabras clave

Estudio
Metodología IMERSPEC
Flujos turbulentos
Modelo de turbulencia de Spalart-Allmaras
Métodos numéricos
Precisión

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Este estudio evalúa el rendimiento de la metodología IMERSPEC combinada con el modelo de turbulencia Spalart-Allmaras para simular flujos turbulentos completamente desarrollados en un canal plano. Los flujos turbulentos, conocidos por su complejidad, requieren métodos numéricos que equilibren la eficiencia computacional con la precisión. El enfoque IMERSPEC, reconocido por su precisión espectral y eficiencia, se aplicó junto con el modelo Spalart-Allmaras, valorado por su simplicidad y robustez en la representación de la turbulencia, particularmente en escenarios donde el flujo sobre superficies sólidas es crítico. Se realizaron simulaciones a números de Reynolds (Re) de 180, 550 y 1000, con resultados validados contra datos de simulación numérica directa (DNS). El estudio investigó varias resoluciones de malla, revelando que mallas más finas mejoran sustancialmente la precisión al mitigar las oscilaciones del perfil de velocidad y reducir la norma de error L2. Los hallazgos clave destacan la capacidad del método para replicar con precisión las características del flujo turbulento, incluidas las distribuciones de velocidad y los perfiles de tensión cortante, mientras se mantiene una relación favorable entre costo computacional y precisión. Este trabajo proporciona valiosos conocimientos sobre la modelización de la turbulencia, demostrando el potencial de la metodología IMERSPEC para aplicaciones de ingeniería prácticas.

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