Aplicabilidad de las simulaciones URANS y DES del flujo pasado cilindros rectangulares y secciones de puentes
Autores: Mannini, Claudio
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2015
Acceso abierto
Artículo científico
2015
Aplicabilidad de las simulaciones URANS y DES del flujo pasado cilindros rectangulares y secciones de puentes
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería de Sistemas
Palabras clave
Dinámica de fluidos computacional
Cilindros rectangulares
Ecuaciones URANS
Modelo de turbulencia
Túnel de viento
Derivadas de flutter
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 21
Citaciones: Sin citaciones
Este documento discute los resultados de simulaciones de dinámica de fluidos computacional llevadas a cabo para cilindros rectangulares con diversas relaciones de lados de interés para muchas estructuras de ingeniería civil. También se consideró una plataforma de puente de geometría de sección transversal común. Se resolvieron las ecuaciones de Navier-Stokes promediadas de Reynolds no estacionarias (URANS) en conjunto con un modelo de viscosidad turbulenta o un modelo de esfuerzo de Reynolds algebraico explícito linealizado. El análisis mostró que para los casos de estudio considerados, el enfoque URANS 2D fue capaz de dar resultados razonables si se acoplaba con un modelo de turbulencia avanzado y una malla computacional adecuada. Las simulaciones incluso reprodujeron, al menos cualitativamente, fenómenos complejos observados en el túnel de viento, como los efectos del número de Reynolds para una geometría de borde afilado. El estudio se centró tanto en cuerpos estacionarios como en cuerpos que oscilan armónicamente. Para estos últimos, se calcularon fuerzas autoexcitadas y derivadas de flutter y se compararon con datos experimentales. En el caso particular de un cilindro rectangular de referencia 5:1, también se realizaron simulaciones de vórtices desprendidos en 3D, destacando la mejora en la precisión de los resultados con respecto a los cálculos URANS 2D y 3D. Todas las computaciones se realizaron con el código Tau, un solucionador no comercial no estructurado desarrollado por el Centro Aeroespacial Alemán.
Descripción
Este documento discute los resultados de simulaciones de dinámica de fluidos computacional llevadas a cabo para cilindros rectangulares con diversas relaciones de lados de interés para muchas estructuras de ingeniería civil. También se consideró una plataforma de puente de geometría de sección transversal común. Se resolvieron las ecuaciones de Navier-Stokes promediadas de Reynolds no estacionarias (URANS) en conjunto con un modelo de viscosidad turbulenta o un modelo de esfuerzo de Reynolds algebraico explícito linealizado. El análisis mostró que para los casos de estudio considerados, el enfoque URANS 2D fue capaz de dar resultados razonables si se acoplaba con un modelo de turbulencia avanzado y una malla computacional adecuada. Las simulaciones incluso reprodujeron, al menos cualitativamente, fenómenos complejos observados en el túnel de viento, como los efectos del número de Reynolds para una geometría de borde afilado. El estudio se centró tanto en cuerpos estacionarios como en cuerpos que oscilan armónicamente. Para estos últimos, se calcularon fuerzas autoexcitadas y derivadas de flutter y se compararon con datos experimentales. En el caso particular de un cilindro rectangular de referencia 5:1, también se realizaron simulaciones de vórtices desprendidos en 3D, destacando la mejora en la precisión de los resultados con respecto a los cálculos URANS 2D y 3D. Todas las computaciones se realizaron con el código Tau, un solucionador no comercial no estructurado desarrollado por el Centro Aeroespacial Alemán.