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Un método para elegir las aproximaciones espaciales y temporales para el enfoque LES

Autores: Bakhne, Sergei; Sabelnikov, Vladimir

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

Un método para elegir las aproximaciones espaciales y temporales para el enfoque LES


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Mecánica

Palabras clave

Análisis
Optimización
Híbrido de corriente hacia arriba-central
Métodos numéricos
Simulaciones de grandes remolinos
LESs

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Se presentan aquí el análisis y la optimización de los métodos numéricos híbridos de tipo upwind-central para versiones modernas de simulaciones de grandes remolinos (LES). La optimización se realizó basándose en el examen de las características de las aproximaciones de volumen finito espaciales y temporales de los términos convectivos de las ecuaciones de Navier-Stokes filtradas. Se propone un método para seleccionar el nivel de viscosidad subrejilla que corresponde al esquema numérico elegido y que permite obtener un intervalo inercial extendido del espectro de energía. Se llevaron a cabo una serie de LES de la decadencia de turbulencia isotrópica homogénea, y se determinaron los valores óptimos de las constantes del modelo subrejilla incluidas en el método de simulación de eddy desprendido de transporte de tensión de cizallamiento híbrido (SST-DDES). Se describe un procedimiento para generar un campo inicial consistente de parámetros subrejilla para estas simulaciones. Se demostró que el método explícito de Runge-Kutta de tres etapas es suficiente para una integración temporal estable, mientras que el popular método explícito del punto medio no lo fue. Se mostró que la pendiente del espectro de energía es casi independiente del orden del esquema de diferencia central y del espaciamiento de la malla cuando se aplica el método numérico correcto. Se encontró que la viscosidad numérica se vuelve mucho mayor que la viscosidad subrejilla cuando el esquema upwind contribuye con aproximadamente el 10% o más a la aproximación del flujo convectivo.

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