Un método de generación de entrada turbulenta para la EDL de flujo de alto Re mediante la escalación de datos de flujo de bajo Re
Autores: Luo, Lei; Ji, Honghu
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Un método de generación de entrada turbulenta para la EDL de flujo de alto Re mediante la escalación de datos de flujo de bajo Re
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Reescala
Reciclaje
Entrada turbulenta
LES
Costo computacional
Número Re
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
El método de reescalado-reciclaje (RRM) se utiliza generalmente para generar un flujo turbulento de entrada para la LES de flujos compresibles limitados por paredes, lo que puede llevar a un costo computacional relativamente alto para flujos de alto Re, ya que la resolución de la malla aumenta exponencialmente con el número de Re. Se propone un método de generación de flujo turbulento basado en la escala de flujos de bajo Re, denominado TIG-LowRe, con el objetivo de reducir el costo computacional al aplicar el RRM. Para validar el método propuesto, se aplicó el método TIG-LowRe para generar un flujo turbulento de entrada para la LES de un flujo de chorro redondo no isotérmico a Re = 86,000. Se llevaron a cabo dos casos con el flujo de entrada generado basado en dos flujos de tuberías redondas a Re = 10,000 y 24,000. Los resultados muestran que las temperaturas medias y fluctuantes de los dos casos coinciden bien con los datos experimentales. En el caso del flujo de bajo Re a Re = 10,000, el flujo del chorro decae demasiado rápido a lo largo de la dirección axial, las velocidades axiales medias y fluctuantes están sobreestimadas y la velocidad fluctuante radial está subestimada. Al aumentar el Re del flujo de bajo Re a 24,000, la tasa de decaimiento del flujo del chorro disminuye y las precisiones de las velocidades axiales medias y fluctuantes mejoran notablemente, mientras que la velocidad fluctuante radial se aleja aún más de los datos experimentales. La principal razón de la diferencia entre los dos casos es que se pierde más estructura turbulenta fina de la entrada en el caso-Re10000 que en el caso-Re24000 durante el proceso de generación de turbulencia.
Descripción
El método de reescalado-reciclaje (RRM) se utiliza generalmente para generar un flujo turbulento de entrada para la LES de flujos compresibles limitados por paredes, lo que puede llevar a un costo computacional relativamente alto para flujos de alto Re, ya que la resolución de la malla aumenta exponencialmente con el número de Re. Se propone un método de generación de flujo turbulento basado en la escala de flujos de bajo Re, denominado TIG-LowRe, con el objetivo de reducir el costo computacional al aplicar el RRM. Para validar el método propuesto, se aplicó el método TIG-LowRe para generar un flujo turbulento de entrada para la LES de un flujo de chorro redondo no isotérmico a Re = 86,000. Se llevaron a cabo dos casos con el flujo de entrada generado basado en dos flujos de tuberías redondas a Re = 10,000 y 24,000. Los resultados muestran que las temperaturas medias y fluctuantes de los dos casos coinciden bien con los datos experimentales. En el caso del flujo de bajo Re a Re = 10,000, el flujo del chorro decae demasiado rápido a lo largo de la dirección axial, las velocidades axiales medias y fluctuantes están sobreestimadas y la velocidad fluctuante radial está subestimada. Al aumentar el Re del flujo de bajo Re a 24,000, la tasa de decaimiento del flujo del chorro disminuye y las precisiones de las velocidades axiales medias y fluctuantes mejoran notablemente, mientras que la velocidad fluctuante radial se aleja aún más de los datos experimentales. La principal razón de la diferencia entre los dos casos es que se pierde más estructura turbulenta fina de la entrada en el caso-Re10000 que en el caso-Re24000 durante el proceso de generación de turbulencia.