Una Investigación de Modelos de Turbulencia que Resuelven Escalas para Flujos de Retropropulsión Supersónica
Autores: Nastac, Gabriel; Frendi, Abdelkader
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Una Investigación de Modelos de Turbulencia que Resuelven Escalas para Flujos de Retropropulsión Supersónica
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Sistemas de control
Cargas inestables
Métodos de resolución de escalas
PANS
Flujos compresibles
Supersónico.
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
La caracterización de cargas no estacionarias es crítica para el desarrollo de sistemas de control para vehículos aéreos de próxima generación. Tanto la Simulación Numérica Directa (DNS) como los métodos de Simulación de Grandes Remolinos (LES) son prohibitivamente costosos, y se ha demostrado que los enfoques existentes de Navier-Stokes Promediados por Reynolds (RANS) son inadecuados para predecir tanto las cargas medias como las no estacionarias. En los últimos años, los métodos de resolución de escalas, como Navier-Stokes Promediados Parcialmente (PANS) y Simulación de Remolinos Desprendidos (DES), han ido ganando aceptación y llenando el vacío entre RANS y LES. En este estudio, nos centramos en una nueva variante del método PANS, a saber, PANS mezclado o BPANS, que ha demostrado un buen rendimiento en el régimen incompresible tanto para flujos limitados por paredes como para flujos de cizallamiento libre. En este artículo, extendemos BPANS a flujos compresibles supersónicos añadiendo una corrección de compresibilidad, lo que da lugar a un nuevo modelo llamado BPANS CC. El nuevo modelo se prueba utilizando un caso bien conocido de capa de mezcla supersónica, y los resultados muestran una buena concordancia con los datos experimentales. Luego, el modelo se utiliza en un caso complejo de retropropulsión supersónica y los resultados están en buena concordancia con los datos experimentales.
Descripción
La caracterización de cargas no estacionarias es crítica para el desarrollo de sistemas de control para vehículos aéreos de próxima generación. Tanto la Simulación Numérica Directa (DNS) como los métodos de Simulación de Grandes Remolinos (LES) son prohibitivamente costosos, y se ha demostrado que los enfoques existentes de Navier-Stokes Promediados por Reynolds (RANS) son inadecuados para predecir tanto las cargas medias como las no estacionarias. En los últimos años, los métodos de resolución de escalas, como Navier-Stokes Promediados Parcialmente (PANS) y Simulación de Remolinos Desprendidos (DES), han ido ganando aceptación y llenando el vacío entre RANS y LES. En este estudio, nos centramos en una nueva variante del método PANS, a saber, PANS mezclado o BPANS, que ha demostrado un buen rendimiento en el régimen incompresible tanto para flujos limitados por paredes como para flujos de cizallamiento libre. En este artículo, extendemos BPANS a flujos compresibles supersónicos añadiendo una corrección de compresibilidad, lo que da lugar a un nuevo modelo llamado BPANS CC. El nuevo modelo se prueba utilizando un caso bien conocido de capa de mezcla supersónica, y los resultados muestran una buena concordancia con los datos experimentales. Luego, el modelo se utiliza en un caso complejo de retropropulsión supersónica y los resultados están en buena concordancia con los datos experimentales.