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
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
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.
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.