Método de Perturbación Localizada a Múltiples Escalas en OpenFOAM
Autores: Higgins, Erik; Pitt, Jonathan; Paterson, Eric
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Método de Perturbación Localizada a Múltiples Escalas en OpenFOAM
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Ecuaciones diferenciales de gobernanza
Flujos de fluidos geofísicos
Método de perturbación localizado a múltiples escalas
OpenFOAM
Flujos de fluidos estratificados
Flujo de cizallamiento de fondo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Se deriva un conjunto modificado de ecuaciones diferenciales gobernantes para flujos de fluidos geofísicos. Todos los campos de simulación se descomponen en un estado de fondo de gran escala nominal y una perturbación de pequeña escala de este fondo, y el nuevo sistema se cierra bajo la suposición de que la perturbación está acoplada unidireccionalmente al fondo. El método de descomposición, denominado método de perturbación localizada de múltiples escalas (MSLPM), se aplica a las ecuaciones gobernantes de flujos de fluidos estratificados, implementado en OpenFOAM, y se utiliza para simular la interacción de un flujo de cizallamiento de fondo que varía verticalmente con una perturbación axisimétrica en un entorno oceánico turbulento. Los resultados demuestran que el MSLPM puede ser útil para visualizar la evolución de una perturbación dentro de un fondo complejo mientras se retiene la física compleja asociada con las ecuaciones gobernantes originales. La configuración de la simulación también puede simplificarse bajo el marco del MSLPM. Otras aplicaciones del MSLPM, especialmente a simulaciones de múltiples escalas que abarcan un amplio rango de escalas espaciales y temporales, pueden ser beneficiosas para los investigadores.
Descripción
Se deriva un conjunto modificado de ecuaciones diferenciales gobernantes para flujos de fluidos geofísicos. Todos los campos de simulación se descomponen en un estado de fondo de gran escala nominal y una perturbación de pequeña escala de este fondo, y el nuevo sistema se cierra bajo la suposición de que la perturbación está acoplada unidireccionalmente al fondo. El método de descomposición, denominado método de perturbación localizada de múltiples escalas (MSLPM), se aplica a las ecuaciones gobernantes de flujos de fluidos estratificados, implementado en OpenFOAM, y se utiliza para simular la interacción de un flujo de cizallamiento de fondo que varía verticalmente con una perturbación axisimétrica en un entorno oceánico turbulento. Los resultados demuestran que el MSLPM puede ser útil para visualizar la evolución de una perturbación dentro de un fondo complejo mientras se retiene la física compleja asociada con las ecuaciones gobernantes originales. La configuración de la simulación también puede simplificarse bajo el marco del MSLPM. Otras aplicaciones del MSLPM, especialmente a simulaciones de múltiples escalas que abarcan un amplio rango de escalas espaciales y temporales, pueden ser beneficiosas para los investigadores.