Efecto de las Condiciones de Frontera en una Simulación de Gran Escala Modelada por Pared en un Marco de Diferencias Finitas
Autores: Bae, H. Jane; Lozano-Durán, Adrián
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Efecto de las Condiciones de Frontera en una Simulación de Gran Escala Modelada por Pared en un Marco de Diferencias Finitas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Efecto
Condiciones de contorno de pared
Estadísticas
Flujos turbulentos en canales
Números de Reynolds
Resoluciones de malla
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Estudiamos el efecto de las condiciones de contorno en la estadística de una simulación de grandes remolinos modelada en la pared (WMLES) de flujos turbulentos en canales. Se utilizaron tres formas diferentes de la condición de contorno basadas en las ecuaciones de equilibrio de tensiones medias para proporcionar la correcta tensión de corte media en la pared para un amplio rango de números de Reynolds y resoluciones de malla aplicables a WMLES. Además de la condición de contorno de Neumann, ampliamente utilizada en la pared, consideramos un caso con una condición de no deslizamiento en la pared en la que la tensión en la pared se impuso ajustando el valor de la viscosidad de remolino en la pared. Los resultados mostraron que el tipo de condición de contorno utilizada tuvo un impacto en las estadísticas (por ejemplo, el perfil de velocidad media y las intensidades de turbulencia) en las cercanías de la pared, especialmente en el primer punto de malla fuera de la pared. Aumentar la viscosidad de remolino en la pared resultó en predicciones mejoradas de las estadísticas en la región cercana a la pared, lo que debería permitir el uso de información del primer punto de malla fuera de la pared para modelos de pared sin filtrado espacial o temporal adicional. Esta condición de contorno es fácil de implementar y proporciona una solución simple al conocido desajuste de la capa logarítmica en WMLES.
Descripción
Estudiamos el efecto de las condiciones de contorno en la estadística de una simulación de grandes remolinos modelada en la pared (WMLES) de flujos turbulentos en canales. Se utilizaron tres formas diferentes de la condición de contorno basadas en las ecuaciones de equilibrio de tensiones medias para proporcionar la correcta tensión de corte media en la pared para un amplio rango de números de Reynolds y resoluciones de malla aplicables a WMLES. Además de la condición de contorno de Neumann, ampliamente utilizada en la pared, consideramos un caso con una condición de no deslizamiento en la pared en la que la tensión en la pared se impuso ajustando el valor de la viscosidad de remolino en la pared. Los resultados mostraron que el tipo de condición de contorno utilizada tuvo un impacto en las estadísticas (por ejemplo, el perfil de velocidad media y las intensidades de turbulencia) en las cercanías de la pared, especialmente en el primer punto de malla fuera de la pared. Aumentar la viscosidad de remolino en la pared resultó en predicciones mejoradas de las estadísticas en la región cercana a la pared, lo que debería permitir el uso de información del primer punto de malla fuera de la pared para modelos de pared sin filtrado espacial o temporal adicional. Esta condición de contorno es fácil de implementar y proporciona una solución simple al conocido desajuste de la capa logarítmica en WMLES.