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Predicción de Oscilaciones Auto-Sostenidas de un Chorro de Ranura Impactante Isotérmico

Autores: Barata, Bruno A. C.; Navalho, Jorge E. P.; Pereira, José C. F.

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

Predicción de Oscilaciones Auto-Sostenidas de un Chorro de Ranura Impactante Isotérmico


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Mecánica

Palabras clave

Oscilaciones autosostenidas
Chorro de ranura incidente
Estructura de flujo
Requisitos de modelado
Cierres de turbulencia
Cálculos LES

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Los resultados presentes se centran en las oscilaciones auto-sostenidas de un chorro de ranura confinado y su papel en la estructura del flujo y los requisitos de modelado. Se validaron predicciones de simulación de grandes vórtices (LES) y de Navier-Stokes promediados por Reynolds (RANS) de un chorro confinado isoterma para varios ratios de boquilla a placa (H/B=4-15) y para condiciones laminares (Re=340 y 480) y turbulentas (Re=104-2.7x104). Se encontró que la estructura del flujo de impacto estaba altamente influenciada por el ratio H/B. Para ratios altos (H/B>5), los modelos de turbulencia RANS estudiados no pudieron predecir satisfactoriamente la alta difusión reportada experimentalmente en la zona de influencia del chorro de impacto. El fracaso de estos modelos se ha atribuido a los problemas de modelado de los cierres de turbulencia. Sin embargo, para H/B=8, se verificaron cálculos laminares 3D no estacionarios y LES, y se desarrolló un modo de oscilación sinuosa, revelando oscilaciones auto-sostenidas y la exhibición de aleteo periódico del chorro de impacto en buena concordancia con los experimentos. La oscilación de aleteo predicha es una de las razones de la mayor difusión cerca de la pared de impacto, lo cual se verificó en varios estudios experimentales promediados en el tiempo. La presencia de aleteo del chorro es importante para aclarar la ya larga discusión sobre la validación del modelo RANS en la predicción de chorros de impacto con altos ratios H/B, añadiendo justificación al fracaso de estos modelos de turbulencia. Este comportamiento no estacionario se calcula correctamente a través de LES.

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