Simulación Numérica de Flujos Turbulentos Separados Supersónicos Basada en Modelos de Turbulencia con Diferentes Correcciones de Compresibilidad
Autores: Luo, Dahai
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Simulación Numérica de Flujos Turbulentos Separados Supersónicos Basada en Modelos de Turbulencia con Diferentes Correcciones de Compresibilidad
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Predicción precisa
Flujos separados turbulentos supersónicos
Correcciones de compresibilidad
Modelos de turbulencia
Casos de prueba de referencia
Validación numérica
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
La predicción precisa de flujos turbulentos separados supersónicos involucrados en vehículos aeroespaciales es un gran desafío para las simulaciones numéricas actuales. Basado en las ecuaciones, se incorporan varias correcciones de compresibilidad diferentes en los modelos de turbulencia para mejorar sus capacidades de predicción. Se adoptan dos casos de prueba de referencia, a saber, la cavidad inclinada y la esquina de compresión, para la validación numérica. Se realizan comparaciones detalladas entre simulaciones y experimentos para evaluar el efecto de las correcciones de compresibilidad en los modelos de turbulencia. Los resultados computados indican que las correcciones de compresibilidad tienen un impacto significativo en el rendimiento del modelo de turbulencia. La corrección de compresibilidad, considerando los efectos de la disipación de dilatación y la dilatación de presión, es adecuada para la predicción de capas de cizallamiento libre compresibles, pero puede tener un impacto negativo en la predicción de flujos a baja velocidad en la región cercana a la pared debido a la severa subestimación del coeficiente de fricción de la piel de la pared. En comparación, la corrección de compresibilidad que solo considera los efectos de la disipación de dilatación es conservadora, con una disminución en la capacidad de predicción de capas de cizallamiento libre en flujos supersónicos, aunque mejora las predicciones de los modelos originales sin correcciones.
Descripción
La predicción precisa de flujos turbulentos separados supersónicos involucrados en vehículos aeroespaciales es un gran desafío para las simulaciones numéricas actuales. Basado en las ecuaciones, se incorporan varias correcciones de compresibilidad diferentes en los modelos de turbulencia para mejorar sus capacidades de predicción. Se adoptan dos casos de prueba de referencia, a saber, la cavidad inclinada y la esquina de compresión, para la validación numérica. Se realizan comparaciones detalladas entre simulaciones y experimentos para evaluar el efecto de las correcciones de compresibilidad en los modelos de turbulencia. Los resultados computados indican que las correcciones de compresibilidad tienen un impacto significativo en el rendimiento del modelo de turbulencia. La corrección de compresibilidad, considerando los efectos de la disipación de dilatación y la dilatación de presión, es adecuada para la predicción de capas de cizallamiento libre compresibles, pero puede tener un impacto negativo en la predicción de flujos a baja velocidad en la región cercana a la pared debido a la severa subestimación del coeficiente de fricción de la piel de la pared. En comparación, la corrección de compresibilidad que solo considera los efectos de la disipación de dilatación es conservadora, con una disminución en la capacidad de predicción de capas de cizallamiento libre en flujos supersónicos, aunque mejora las predicciones de los modelos originales sin correcciones.