Simulación de Grandes Remolinos de un Salto Hidráulico Clásico: Influencia de los Parámetros de Modelado en la Precisión Predictiva
Autores: Mukha, Timofey; Almeland, Silje Kreken; Bensow, Rickard E.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Simulación de Grandes Remolinos de un Salto Hidráulico Clásico: Influencia de los Parámetros de Modelado en la Precisión Predictiva
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Simulaciones de grandes remolinos
Salto hidráulico
Número de Froude
OpenFOAM
Parámetros de modelado
Resolución de la malla
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Se informan los resultados de simulaciones de grandes remolinos de un salto hidráulico clásico con un número de Froude de entrada de dos. Los cálculos se realizaron utilizando el código OpenFOAM(r), basado en volúmenes finitos de propósito general, y el objetivo principal era evaluar la influencia de los parámetros de modelado en la precisión predictiva, así como establecer las pautas de mejores prácticas asociadas. Se llevó a cabo una simulación de referencia en una malla con una longitud de celda de 1 mm para validar el solucionador y proporcionar una solución de referencia para el estudio de la influencia de los parámetros. Las simulaciones restantes cubrieron diferentes selecciones de los parámetros de modelado: captura de interfaz geométrica vs. algebraica, tres niveles de resolución de malla y cuatro opciones del esquema de interpolación de flujo convectivo. La captura de interfaz geométrica condujo a una mejor precisión, pero deterioró la estabilidad numérica y aumentó los tiempos de simulación. Curiosamente, se demostró que la disipación numérica mejoraba sistemáticamente los resultados, tanto en términos de precisión como de estabilidad. Se observó una fuerte sensibilidad a la resolución de la malla directamente aguas abajo del pie del salto.
Descripción
Se informan los resultados de simulaciones de grandes remolinos de un salto hidráulico clásico con un número de Froude de entrada de dos. Los cálculos se realizaron utilizando el código OpenFOAM(r), basado en volúmenes finitos de propósito general, y el objetivo principal era evaluar la influencia de los parámetros de modelado en la precisión predictiva, así como establecer las pautas de mejores prácticas asociadas. Se llevó a cabo una simulación de referencia en una malla con una longitud de celda de 1 mm para validar el solucionador y proporcionar una solución de referencia para el estudio de la influencia de los parámetros. Las simulaciones restantes cubrieron diferentes selecciones de los parámetros de modelado: captura de interfaz geométrica vs. algebraica, tres niveles de resolución de malla y cuatro opciones del esquema de interpolación de flujo convectivo. La captura de interfaz geométrica condujo a una mejor precisión, pero deterioró la estabilidad numérica y aumentó los tiempos de simulación. Curiosamente, se demostró que la disipación numérica mejoraba sistemáticamente los resultados, tanto en términos de precisión como de estabilidad. Se observó una fuerte sensibilidad a la resolución de la malla directamente aguas abajo del pie del salto.