Los Efectos de la Precisión de la Malla en las Simulaciones de Flujo: Una Evaluación Numérica
Autores: Allahyari, Majid; Esfahanian, Vahid; Yousefi, Kianoosh
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Los Efectos de la Precisión de la Malla en las Simulaciones de Flujo: Una Evaluación Numérica
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Generación de mallas
Flujos de fluidos
Simulación numérica
Precisión
Técnicas computacionales
Solucionadores de flujo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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La generación de mallas de alta calidad y precisión es un desafío crítico en la simulación computacional de flujos de fluidos alrededor de geometrías complejas. En particular, la precisión de las mallas es un factor efectivo para lograr una simulación numérica exitosa. En el presente estudio, presentamos una serie de simulaciones numéricas sistemáticas para flujos de fluidos alrededor de un perfil aerodinámico NACA 0012 utilizando diferentes técnicas de generación de mallas computacionales, incluyendo el enfoque estándar de segundo orden, el compacto de cuarto orden y la transformación de Theodorsen, para evaluar los efectos de la precisión de la malla en las soluciones de flujo. Los solucionadores de flujo se basan en esquemas de segundo y cuarto orden para discretizaciones espaciales y el método de linealización de Beam-Warming para el avance temporal. Las mallas obtenidas, así como las métricas y la correspondiente solución numérica de flujo para cada técnica de generación de mallas, se comparan y estudian en detalle. Se demuestra que la calidad y ortogonalidad de las mallas se mejora al utilizar el esquema compacto de cuarto orden. Además, la evaluación numérica mostró que la precisión y la calidad de las mallas influyen directamente en las soluciones numéricas de flujo. Finalmente, se encontró que los solucionadores de flujo de orden superior son más sensibles a la precisión de la malla generada.
Descripción
La generación de mallas de alta calidad y precisión es un desafío crítico en la simulación computacional de flujos de fluidos alrededor de geometrías complejas. En particular, la precisión de las mallas es un factor efectivo para lograr una simulación numérica exitosa. En el presente estudio, presentamos una serie de simulaciones numéricas sistemáticas para flujos de fluidos alrededor de un perfil aerodinámico NACA 0012 utilizando diferentes técnicas de generación de mallas computacionales, incluyendo el enfoque estándar de segundo orden, el compacto de cuarto orden y la transformación de Theodorsen, para evaluar los efectos de la precisión de la malla en las soluciones de flujo. Los solucionadores de flujo se basan en esquemas de segundo y cuarto orden para discretizaciones espaciales y el método de linealización de Beam-Warming para el avance temporal. Las mallas obtenidas, así como las métricas y la correspondiente solución numérica de flujo para cada técnica de generación de mallas, se comparan y estudian en detalle. Se demuestra que la calidad y ortogonalidad de las mallas se mejora al utilizar el esquema compacto de cuarto orden. Además, la evaluación numérica mostró que la precisión y la calidad de las mallas influyen directamente en las soluciones numéricas de flujo. Finalmente, se encontró que los solucionadores de flujo de orden superior son más sensibles a la precisión de la malla generada.