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Modelado Numérico Reducido de Flujo Turbulento con Avance Temporal Totalmente Resuelto. Parte 1. Teoría e Interpretación Física

Autores: Kerstein, Alan R.

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

Modelado Numérico Reducido de Flujo Turbulento con Avance Temporal Totalmente Resuelto. Parte 1. Teoría e Interpretación Física


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Mecánica

Palabras clave

Simulación numérica
Flujo turbulento multifísico
Advección basada en mapas
Formulación del modelo
Enfoque de modelado ascendente
Evolución autónoma a microescala

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Se describe un concepto de modelado multiescala para la simulación numérica de flujos turbulentos multifísicos utilizando advección basada en mapas. El enfoque se esboza con énfasis en sus fundamentos teóricos e interpretaciones físicas para establecer el contexto para la presentación subsiguiente de los algoritmos numéricos asociados y los resultados de los estudios de validación. La formulación del modelo es una síntesis de métodos existentes, modificados y ampliados para obtener una capacidad cualitativamente nueva. La característica más destacada del enfoque es que el avance temporal del flujo se resuelve completamente tanto espacial como temporalmente, aunque con procesos de avance modelados restringidos a una dimensión espacial. Este avance unidimensional es la base de un enfoque de modelado de abajo hacia arriba en el que el espacio tridimensional se discretiza en celdas de malla subresueltas, cada una de las cuales contiene una instancia del avance unidimensional modelado. Se realiza un filtrado solo para proporcionar entradas a una corrección de presión que impone continuidad y para obtener salidas filtradas a escala de malla si se desea. El avance unidimensional, la corrección de presión y el acoplamiento de instancias unidimensionales utilizando una implementación lagrangiana de flujos de volumen resueltos en malla son suficientes para avanzar el flujo tridimensional sin avanzar en el tiempo ecuaciones de grano grueso, una característica que motiva la designación del enfoque como evolución microscala autónoma (AME). En este sentido, el tratamiento unidimensional no es un cierre porque no hay términos no cerrados que evaluar. Sin embargo, el enfoque también es adecuado para su uso como un cierre a escala de subrejilla de los métodos de simulación de grandes remolinos existentes. Se evalúan conceptualmente las capacidades y limitaciones potenciales de ambas implementaciones del enfoque, haciendo referencia a las capacidades demostradas de métodos relacionados.

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