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Evaluación de Modelos RANS Transicionales e Implementación del Método IDDES Transicional para la Transición de Capa Límite y Flujos Separados en OpenFOAM-V2312

Autores: Ghimire, Sandip; Ni, Xiang; Wang, Yue

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Evaluación de Modelos RANS Transicionales e Implementación del Método IDDES Transicional para la Transición de Capa Límite y Flujos Separados en OpenFOAM-V2312


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Mecánica

Palabras clave

Rans
Les
Sst
Iddes
Separación
Transición

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Los métodos híbridos tradicionales RANS/LES a menudo tienen dificultades para capturar con precisión tanto la transición de la capa límite como la separación del flujo simultáneamente debido a su dependencia de modelos RANS totalmente turbulentos. Para abordar esta limitación, el presente estudio evalúa primero tres modelos RANS transicionales (-Ret-SST, -SST y K-SST) en el perfil aerodinámico E387. Los resultados demuestran que el modelo -SST ofrece el mejor equilibrio entre precisión y eficiencia computacional en la predicción de burbujas de separación laminar (LSBs) y puntos de transición. A partir de esto, implementamos el modelo -SST-IDDES en OpenFOAM-v2312, que integra el modelo RANS transicional -SST con el enfoque de Simulación de Vórtices Desprendidos Mejorada con Retraso (IDDES). Este acoplamiento permite la predicción simultánea de la transición laminar-turbulenta y la resolución de alta fidelidad de flujos separados. El modelo -SST-IDDES se valida rigurosamente en tres casos de perfiles aerodinámicos con características de separación distintas: E387 (separación pequeña), DBLN-526 (separación moderada) y NACA 0021 (separación masiva). Los resultados muestran que el modelo -SST-IDDES supera a los métodos convencionales, capturando LSBs en el borde de ataque con alta precisión en comparación con IDDES totalmente turbulento. Además, resuelve con éxito estructuras vórtices 3D complejas en regiones separadas, mientras que URANS no estacionario proporciona solo resultados cuasi-2D.

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