Perturbación del Estrés de Reynolds para la Cuantificación de la Incertidumbre Epistémica de Modelos RANS Implementados en OpenFOAM
Autores: Cremades Rey, Luis F.; Hinz, Denis F.; Abkar, Mahdi
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Perturbación del Estrés de Reynolds para la Cuantificación de la Incertidumbre Epistémica de Modelos RANS Implementados en OpenFOAM
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Modelos
Hipótesis de viscosidad turbulenta
Incertidumbre epistémica
Tensor de esfuerzo de Reynolds
Energía cinética turbulenta
Valores propios
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Los modelos de Navier-Stokes promediados por Reynolds (RANS) se utilizan ampliamente para la simulación de problemas de ingeniería. La hipótesis de viscosidad turbulenta es una suposición central para lograr cierres en esta clase de modelos. Esta suposición introduce incertidumbre estructural o llamada incertidumbre epistémica. Estimar esa incertidumbre epistémica es un enfoque prometedor para mejorar la fiabilidad de las simulaciones RANS. En este estudio, adoptamos una metodología para estimar la incertidumbre epistémica perturbando el tensor de tensiones de Reynolds. Nos centramos en la perturbación de la energía cinética turbulenta y los valores propios por separado. Primero implementamos esta metodología en el paquete de código abierto OpenFOAM. Luego, aplicamos este marco al caso de referencia del escalón hacia atrás y comparamos los resultados con el modelo RANS no perturbado, los datos de simulación numérica directa disponibles y los datos experimentales disponibles. Se muestra que la perturbación de ambos parámetros estima con éxito la región que limita los resultados más precisos.
Descripción
Los modelos de Navier-Stokes promediados por Reynolds (RANS) se utilizan ampliamente para la simulación de problemas de ingeniería. La hipótesis de viscosidad turbulenta es una suposición central para lograr cierres en esta clase de modelos. Esta suposición introduce incertidumbre estructural o llamada incertidumbre epistémica. Estimar esa incertidumbre epistémica es un enfoque prometedor para mejorar la fiabilidad de las simulaciones RANS. En este estudio, adoptamos una metodología para estimar la incertidumbre epistémica perturbando el tensor de tensiones de Reynolds. Nos centramos en la perturbación de la energía cinética turbulenta y los valores propios por separado. Primero implementamos esta metodología en el paquete de código abierto OpenFOAM. Luego, aplicamos este marco al caso de referencia del escalón hacia atrás y comparamos los resultados con el modelo RANS no perturbado, los datos de simulación numérica directa disponibles y los datos experimentales disponibles. Se muestra que la perturbación de ambos parámetros estima con éxito la región que limita los resultados más precisos.