De Modelos de Turbulencia de Dos Ecuaciones a Métodos de Simulación de Resolución de Mínimo Error para Flujos Turbulentos Complejos
Autores: Heinz, Stefan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
De Modelos de Turbulencia de Dos Ecuaciones a Métodos de Simulación de Resolución de Mínimo Error para Flujos Turbulentos Complejos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Métodos híbridos
Métodos RANS-LES
Simulaciones de flujo turbulento
Simulación de error mínimo
Flujos incompresibles
Modelos de turbulencia
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Se supone que los métodos híbridos RANS-LES proporcionarán contribuciones importantes a las simulaciones de flujos turbulentos en el futuro, en particular para predicciones de flujo confiables en condiciones donde los datos de validación no están disponibles. Sin embargo, los métodos híbridos RANS-LES existentes sufren de problemas esenciales. Se presenta una solución a estos problemas como una generalización de los métodos de simulación de vórtices continuos (CES) introducidos anteriormente. Estos métodos, obtenidos mediante extensiones relativamente menores de los modelos de turbulencia de dos ecuaciones estándar, representan métodos de simulación de error mínimo. Una observación esencial presentada aquí es que los métodos de error mínimo para flujos incompresibles pueden extenderse a flujos estratificados y compresibles, lo que abre el camino para abordar problemas relevantes de la ciencia atmosférica (acoplamiento de escalas mesoscópicas a microscópicas) y problemas aeroespaciales (predicciones de flujo supersónico o hipersónico). También se informa que los métodos de error mínimo pueden proporcionar contribuciones valiosas al diseño de modelos de turbulencia consistentes en condiciones de incertidumbres significativas en la modelización.
Descripción
Se supone que los métodos híbridos RANS-LES proporcionarán contribuciones importantes a las simulaciones de flujos turbulentos en el futuro, en particular para predicciones de flujo confiables en condiciones donde los datos de validación no están disponibles. Sin embargo, los métodos híbridos RANS-LES existentes sufren de problemas esenciales. Se presenta una solución a estos problemas como una generalización de los métodos de simulación de vórtices continuos (CES) introducidos anteriormente. Estos métodos, obtenidos mediante extensiones relativamente menores de los modelos de turbulencia de dos ecuaciones estándar, representan métodos de simulación de error mínimo. Una observación esencial presentada aquí es que los métodos de error mínimo para flujos incompresibles pueden extenderse a flujos estratificados y compresibles, lo que abre el camino para abordar problemas relevantes de la ciencia atmosférica (acoplamiento de escalas mesoscópicas a microscópicas) y problemas aeroespaciales (predicciones de flujo supersónico o hipersónico). También se informa que los métodos de error mínimo pueden proporcionar contribuciones valiosas al diseño de modelos de turbulencia consistentes en condiciones de incertidumbres significativas en la modelización.