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Predicción de fenómenos de flujo no lineales a través de diferentes esquemas basados en características

Autores: Teschner, Tom-Robin; Könözsy, László; Jenkins, Karl W.

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2018

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Acceso abierto

Artículo científico
2018

Predicción de fenómenos de flujo no lineales a través de diferentes esquemas basados en características


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Ecuaciones de Navier-Stokes
Esquemas basados en características
Solucionadores de Riemann
Aplicaciones aeroespaciales
Método de compresibilidad artificial
Paso fraccionario

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 18

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El presente trabajo investiga las propiedades de bifurcación de las ecuaciones de Navier-Stokes utilizando esquemas basados en características y solucionadores de Riemann para probar su idoneidad para predecir fenómenos de flujo no lineales encontrados en aplicaciones aeroespaciales. Hacemos uso de un esquema basado en características unidireccional y multidireccional y del solucionador de Riemann de Rusanov para tratar el término convectivo a través de un método tipo Godunov. Utilizamos el método de Compresibilidad Artificial (AC) y un método unificado de Paso Fraccionario, Compresibilidad Artificial con Proyección de Presión (FSAC-PP) para todos los esquemas considerados en un canal con una expansión repentina que proporciona características de flujo altamente no lineales a bajos números de Reynolds, lo que produce un campo de flujo no simétrico. Usando el método AC, nuestros resultados muestran que el esquema basado en características multidireccional es capaz de predecir estos fenómenos, mientras que su contraparte unidireccional no predice el campo de flujo correcto. Ambos esquemas y también los enfoques de solucionadores de Riemann producen resultados precisos cuando se utiliza el método FSAC-PP, mostrando que el método incompresible juega un papel dominante en la determinación del comportamiento del flujo. Esto también significa que no es solo el esquema de interpolación numérica el que es responsable de la precisión general. Además, mostramos que el método FSAC-PP proporciona una convergencia más rápida y un nivel de precisión más alto, lo que lo convierte en un candidato principal para aplicaciones aeroespaciales.

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