Modelado de turbulencia de flujos con separación de flujo transversal extensa
Autores: Panaras, Argyris G.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2015
Acceso abierto
Artículo científico
2015
Modelado de turbulencia de flujos con separación de flujo transversal extensa
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Dificultad
Fuerte onda de choque en 3-D
Interacciones de capa límite turbulenta
Modelos de turbulencia clásicos
Separación por flujo cruzado
Laminarización
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
Se investigan las razones de la dificultad para simular con precisión las interacciones de ondas de choque 3-D fuertes/capas límite turbulentas (SBLIs) y flujos de alto ángulo con modelos de turbulencia clásicos. Estos flujos se caracterizan por la aparición de una fuerte separación del flujo cruzado. A la luz de evidencia adicional reciente, se reexamina un análisis de flujo publicado anteriormente, que atribuye el mal rendimiento de los modelos de turbulencia clásicos a la laminarización observada del dominio de separación. Según este análisis, los vórtices longitudinales en los que se enrolla la capa límite separada en este tipo de flujo separado, transfieren aire externo inviscido a la parte de la separación adyacente a la pared, disminuyendo su turbulencia. Se demuestra que los modelos lineales basados en la ecuación de Boussinesq proporcionan soluciones de precisión moderada, mientras que los no lineales y otros que consideran la estructura particular del flujo son más eficientes. Se revisan simulaciones de Navier-Stokes promediadas por Reynolds (RANS) publicadas y nuevas, así como resultados de un estudio reciente de Simulación de Grandes Vórtices (LES), que indican que en cálculos caracterizados por una precisión suficiente, la energía cinética turbulenta del flujo inverso dentro de los vórtices de separación es muy baja, el flujo es casi laminar allí.
Descripción
Se investigan las razones de la dificultad para simular con precisión las interacciones de ondas de choque 3-D fuertes/capas límite turbulentas (SBLIs) y flujos de alto ángulo con modelos de turbulencia clásicos. Estos flujos se caracterizan por la aparición de una fuerte separación del flujo cruzado. A la luz de evidencia adicional reciente, se reexamina un análisis de flujo publicado anteriormente, que atribuye el mal rendimiento de los modelos de turbulencia clásicos a la laminarización observada del dominio de separación. Según este análisis, los vórtices longitudinales en los que se enrolla la capa límite separada en este tipo de flujo separado, transfieren aire externo inviscido a la parte de la separación adyacente a la pared, disminuyendo su turbulencia. Se demuestra que los modelos lineales basados en la ecuación de Boussinesq proporcionan soluciones de precisión moderada, mientras que los no lineales y otros que consideran la estructura particular del flujo son más eficientes. Se revisan simulaciones de Navier-Stokes promediadas por Reynolds (RANS) publicadas y nuevas, así como resultados de un estudio reciente de Simulación de Grandes Vórtices (LES), que indican que en cálculos caracterizados por una precisión suficiente, la energía cinética turbulenta del flujo inverso dentro de los vórtices de separación es muy baja, el flujo es casi laminar allí.