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DNS RANS

DNS RANS. INDICE. INTRODUCCIÓN ¿PORQUÉ MODELOS? DNS RANS TENSOR DE ESFUERZOS DE REYNOLDS MODELOS DE TENSORES APLICACIONES RANS. Flujo desordenado. Disipación constante si Reynolds infinito. Cascada de energía autosemejante. Estructuras coherentes. INTRODUCCIÓN (1/2). TURBULENCIA.

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Presentation Transcript

  1. DNS RANS

  2. INDICE • INTRODUCCIÓN • ¿PORQUÉ MODELOS? • DNS • RANS • TENSOR DE ESFUERZOS DE REYNOLDS • MODELOS DE TENSORES • APLICACIONES RANS

  3. Flujo desordenado Disipación constante si Reynolds infinito Cascada de energía autosemejante Estructuras coherentes INTRODUCCIÓN (1/2) TURBULENCIA

  4. Tres subrangos INTRODUCCIÓN (2/2)

  5. ¿PORQUÉ MODELOS? (1/3) Solución analítica: Demasiado complejo salvo simplificac. PROBLEMA POTENCIAL, STOKES, EQ. CAPA Solución numérica: TAMAÑO DE MALLA PASO DE TIEMPO

  6. Escala más pequeña (Kolmogorov): ¿PORQUÉ MODELOS? (2/3) CMA = 10m Velocidad = 300 m/s Viscosidad = 10-5

  7. ¿PORQUÉ MODELOS? (3/3)

  8. Navier Stokes Vorticidad Variación temporal Advección Disipación Presión Stretching DNS (1/3)

  9. DNS: DIRECT NAVIER STOKES SIMULATION • Resolución directa de las eqs. de Navier Stokes • Precisas (resuelve las ecuaciones reales) • Muy caro Sólo para Reynolds moderados APLICACIONES • Comprender la física • Geometrías sencillas • Análisis conceptual y verificación hipótesis • En 2020: algún diseño industrial real DNS (2/3)

  10. TURBULENCIA DE PARED (Estado del arte) DNS (3/3)

  11. Señal turbulenta Promediada Perturbada RANS (1/2)

  12. Tensor de esfuerzos de Reynolds RANS (2/2)

  13. MODELOS 0 ECUACIONES Prandtl (long. Mezcla): Smagorinsky: Vorticidad (Baldmin): MODELOS DE TENSORES (1/2)

  14. Escala velocidad Escala longitud MODELOS DE TENSORES (2/2) MODELOS 1 ECUACIÓN (Energía cinética) MODELOS 2 ECUACIONES (Energía cinética - Disipación)

  15. Precisión: 20 a 50% • Modelos no Universales, dependen del flujo • Interpolación mediante experimentos • Independiente del Reynolds APLICACIONES • Ingeniería • Estimaciones preliminares • Geometría general • Estados estacionarios y flujos de equilibrio APLICACIONES RANS

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