Efecto de la Refinación Local de la Malla en el Rendimiento de Modelos que Resuelven Escalas para la Simulación de Flujos Externos Complejos
Autores: ElCheikh, Amne; ElKhoury, Michel
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Efecto de la Refinación Local de la Malla en el Rendimiento de Modelos que Resuelven Escalas para la Simulación de Flujos Externos Complejos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Simulaciones numéricas
Características del flujo
Simulaciones de grandes remolinos
Mallas no uniformes
Modelos de turbulencia
Densidad de malla
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 14
Citaciones: Sin citaciones
Las simulaciones numéricas son cruciales para estimaciones rápidas y precisas de las características del flujo en muchas aplicaciones de ingeniería, como las capas límite atmosféricas alrededor de edificios, la aerodinámica externa alrededor de vehículos y la dispersión de contaminantes. En la simulación del flujo sobre obstáculos urbanos, es fundamental resolver con precisión las características del flujo con un costo computacional razonable. Por lo tanto, se suelen emplear Simulaciones de Grandes Remolinos en mallas no uniformes. Sin embargo, en estudios anteriores utilizando mallas no uniformes se observó una acumulación indeseable de energía en las interfaces de refinamiento de la malla. Este fenómeno indujo oscilaciones en el componente de velocidad en la dirección del ancho, principalmente en las interfaces de malla de fina a gruesa. En este estudio, se simularon dos casos de prueba desafiantes de flujo sobre cubos urbanos y flujo sobre un cilindro circular 3D utilizando tres modelos de turbulencia que resuelven escalas diferentes. Se realizaron simulaciones en mallas uniformes gruesas y finas por un lado, y en una malla no uniforme por el otro, para evaluar el efecto de la densidad de la malla y las interfaces de la malla en el rendimiento de los modelos. En general, la Simulación Escala-Adaptativa de Una Ecuación (One-Equation SAS) propuesta mostró la menor desviación de los resultados experimentales en ambos casos probados y en todos los tamaños y tipos de malla en comparación con la Simulación de Remolinos Desprendidos Mejorada por Transporte de Esfuerzo Cortante (IDDES) y la Simulación de Grandes Remolinos Modelada Algebraicamente (WMLES).
Descripción
Las simulaciones numéricas son cruciales para estimaciones rápidas y precisas de las características del flujo en muchas aplicaciones de ingeniería, como las capas límite atmosféricas alrededor de edificios, la aerodinámica externa alrededor de vehículos y la dispersión de contaminantes. En la simulación del flujo sobre obstáculos urbanos, es fundamental resolver con precisión las características del flujo con un costo computacional razonable. Por lo tanto, se suelen emplear Simulaciones de Grandes Remolinos en mallas no uniformes. Sin embargo, en estudios anteriores utilizando mallas no uniformes se observó una acumulación indeseable de energía en las interfaces de refinamiento de la malla. Este fenómeno indujo oscilaciones en el componente de velocidad en la dirección del ancho, principalmente en las interfaces de malla de fina a gruesa. En este estudio, se simularon dos casos de prueba desafiantes de flujo sobre cubos urbanos y flujo sobre un cilindro circular 3D utilizando tres modelos de turbulencia que resuelven escalas diferentes. Se realizaron simulaciones en mallas uniformes gruesas y finas por un lado, y en una malla no uniforme por el otro, para evaluar el efecto de la densidad de la malla y las interfaces de la malla en el rendimiento de los modelos. En general, la Simulación Escala-Adaptativa de Una Ecuación (One-Equation SAS) propuesta mostró la menor desviación de los resultados experimentales en ambos casos probados y en todos los tamaños y tipos de malla en comparación con la Simulación de Remolinos Desprendidos Mejorada por Transporte de Esfuerzo Cortante (IDDES) y la Simulación de Grandes Remolinos Modelada Algebraicamente (WMLES).