Un nuevo modelo de turbulencia anisotrópico de cuatro parámetros para fluidos de bajo número de Prandtl
Autores: Barbi, Giacomo; Giovacchini, Valentina; Manservisi, Sandro
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Un nuevo modelo de turbulencia anisotrópico de cuatro parámetros para fluidos de bajo número de Prandtl
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Metales líquidos
Aplicaciones de transferencia de calor
Navier-Stokes promediados por Reynolds
Flujo de calor turbulento
Fluidos de bajo número de Prandtl
Modelos de cierre
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
Debido a sus interesantes propiedades térmicas, los metales líquidos son ampliamente estudiados para aplicaciones de transferencia de calor donde ocurren grandes flujos de calor. En el marco del enfoque de Navier-Stokes promediado por Reynolds (RANS), la Hipótesis de Difusión de Gradiente Simple (SGDH) y la Analogía de Reynolds son casi universalmente invocadas para el cierre del flujo de calor turbulento. A pesar de que estas suposiciones pueden representar un compromiso razonable en una amplia gama de aplicaciones, no son confiables cuando se consideran fluidos de bajo número de Prandtl y/o flujos de flotabilidad. Se requieren modelos de cierre más avanzados para el flujo de calor turbulento para mejorar la precisión de los modelos RANS que tratan con fluidos de bajo número de Prandtl. En este trabajo, proponemos un modelo de turbulencia anisotrópico de cuatro parámetros. El cierre del tensor de tensión de Reynolds y el flujo de calor turbulento se obtiene a través de modelos no lineales. Se presta especial atención a la modelización de las escalas de tiempo dinámicas y térmicas. Se han realizado simulaciones numéricas de fluidos de bajo número de Prandtl sobre la configuración de canal plano y escalón hacia atrás.
Descripción
Debido a sus interesantes propiedades térmicas, los metales líquidos son ampliamente estudiados para aplicaciones de transferencia de calor donde ocurren grandes flujos de calor. En el marco del enfoque de Navier-Stokes promediado por Reynolds (RANS), la Hipótesis de Difusión de Gradiente Simple (SGDH) y la Analogía de Reynolds son casi universalmente invocadas para el cierre del flujo de calor turbulento. A pesar de que estas suposiciones pueden representar un compromiso razonable en una amplia gama de aplicaciones, no son confiables cuando se consideran fluidos de bajo número de Prandtl y/o flujos de flotabilidad. Se requieren modelos de cierre más avanzados para el flujo de calor turbulento para mejorar la precisión de los modelos RANS que tratan con fluidos de bajo número de Prandtl. En este trabajo, proponemos un modelo de turbulencia anisotrópico de cuatro parámetros. El cierre del tensor de tensión de Reynolds y el flujo de calor turbulento se obtiene a través de modelos no lineales. Se presta especial atención a la modelización de las escalas de tiempo dinámicas y térmicas. Se han realizado simulaciones numéricas de fluidos de bajo número de Prandtl sobre la configuración de canal plano y escalón hacia atrás.