Simulaciones de Grandes Vórtices Modeladas por Pared y Híbridas del Flujo sobre Tiras de Rugosidad
Autores: Salomone, Teresa; Piomelli, Ugo; De Stefano, Giuliano
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Simulaciones de Grandes Vórtices Modeladas por Pared y Híbridas del Flujo sobre Tiras de Rugosidad
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Flujo
Rugosidad
Simulaciones
Pared
Condición de contorno
Equilibrio
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Se estudia el flujo sobre tiras de rugosidad alternante orientadas normalmente a la corriente media utilizando simulaciones de grandes remolinos modeladas en la pared (WMLES) y simulaciones de remolinos desprendidos retrasadas mejoradas (IDDES) (un método híbrido que resuelve las ecuaciones de Navier-Stokes promediadas por Reynolds (RANS) cerca de la pared y cambia a simulaciones de grandes remolinos (LES) en el núcleo del flujo). Los cálculos se realizan en una configuración de canal abierto. Se utilizan varios enfoques para tener en cuenta la rugosidad, ya sea modificando la condición de contorno de la pared para WMLES o el modelo en sí para IDDES, o añadiendo un término de forzado por arrastre a las ecuaciones de momento. Al comparar los resultados numéricos con los datos experimentales, se muestra que ambos métodos con ambas modificaciones de rugosidad reproducen los efectos de no equilibrio, pero se observan diferencias notables. El WMLES, aunque afectado por la suposición de equilibrio subyacente, predice el retorno al equilibrio de la fricción de la piel en buena concordancia con los experimentos. La velocidad predicha por el IDDES no tiene memoria de las condiciones aguas arriba y recupera las condiciones de equilibrio más rápido. La memoria de las condiciones aguas arriba parece ser un factor crítico para la modelización computacional precisa de este flujo.
Descripción
Se estudia el flujo sobre tiras de rugosidad alternante orientadas normalmente a la corriente media utilizando simulaciones de grandes remolinos modeladas en la pared (WMLES) y simulaciones de remolinos desprendidos retrasadas mejoradas (IDDES) (un método híbrido que resuelve las ecuaciones de Navier-Stokes promediadas por Reynolds (RANS) cerca de la pared y cambia a simulaciones de grandes remolinos (LES) en el núcleo del flujo). Los cálculos se realizan en una configuración de canal abierto. Se utilizan varios enfoques para tener en cuenta la rugosidad, ya sea modificando la condición de contorno de la pared para WMLES o el modelo en sí para IDDES, o añadiendo un término de forzado por arrastre a las ecuaciones de momento. Al comparar los resultados numéricos con los datos experimentales, se muestra que ambos métodos con ambas modificaciones de rugosidad reproducen los efectos de no equilibrio, pero se observan diferencias notables. El WMLES, aunque afectado por la suposición de equilibrio subyacente, predice el retorno al equilibrio de la fricción de la piel en buena concordancia con los experimentos. La velocidad predicha por el IDDES no tiene memoria de las condiciones aguas arriba y recupera las condiciones de equilibrio más rápido. La memoria de las condiciones aguas arriba parece ser un factor crítico para la modelización computacional precisa de este flujo.