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Clase IX 12/06 INTRODUCCIÓN A LA TURBULENCIA DNS RANS.

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Presentación del tema: "Clase IX 12/06 INTRODUCCIÓN A LA TURBULENCIA DNS RANS."— Transcripción de la presentación:

1 Clase IX 12/06 INTRODUCCIÓN A LA TURBULENCIA DNS RANS

2 Clase IX 12/06 INTRODUCCIÓN A LA TURBULENCIA 2 INDICE INTRODUCCIÓN ¿PORQUÉ MODELOS? DNS RANS TENSOR DE ESFUERZOS DE REYNOLDS MODELOS DE TENSORES APLICACIONES RANS

3 Clase IX 12/06 INTRODUCCIÓN A LA TURBULENCIA 3 INTRODUCCIÓN (1/2) Disipación constante si Reynolds infinito TURBULENCIA Flujo desordenado Cascada de energía autosemejante Estructuras coherentes

4 Clase IX 12/06 INTRODUCCIÓN A LA TURBULENCIA 4 INTRODUCCIÓN (2/2) Tres subrangos

5 Clase IX 12/06 INTRODUCCIÓN A LA TURBULENCIA 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 Clase IX 12/06 INTRODUCCIÓN A LA TURBULENCIA 6 ¿PORQUÉ MODELOS? (2/3) Escala más pequeña (Kolmogorov): CMA = 10m Velocidad = 300 m/s Viscosidad = 10 -5

7 Clase IX 12/06 INTRODUCCIÓN A LA TURBULENCIA 7 ¿PORQUÉ MODELOS? (3/3)

8 Clase IX 12/06 INTRODUCCIÓN A LA TURBULENCIA 8 DNS (1/3) Stretching Presión Navier StokesVorticidad Variación temporal Advección Disipación

9 Clase IX 12/06 INTRODUCCIÓN A LA TURBULENCIA 9 DNS (2/3) DNS: DIRECT NAVIER STOKES SIMULATION Resolución directa de las eqs. de Navier Stokes Precisas (resuelve las ecuaciones reales) Muy caro Sólo para Reynolds moderados Comprender la física Geometrías sencillas Análisis conceptual y verificación hipótesis En 2020: algún diseño industrial real APLICACIONES

10 Clase IX 12/06 INTRODUCCIÓN A LA TURBULENCIA 10 DNS (3/3) TURBULENCIA DE PARED (Estado del arte)

11 Clase IX 12/06 INTRODUCCIÓN A LA TURBULENCIA 11 RANS (1/2) Señal turbulenta Promediada Perturbada

12 Clase IX 12/06 INTRODUCCIÓN A LA TURBULENCIA 12 RANS (2/2) Tensor de esfuerzos de Reynolds

13 Clase IX 12/06 INTRODUCCIÓN A LA TURBULENCIA 13 MODELOS DE TENSORES (1/2) Prandtl (long. Mezcla): Smagorinsky: Vorticidad (Baldmin): MODELOS 0 ECUACIONES

14 Clase IX 12/06 INTRODUCCIÓN A LA TURBULENCIA 14 MODELOS DE TENSORES (2/2) MODELOS 1 ECUACIÓN (Energía cinética) MODELOS 2 ECUACIONES (Energía cinética - Disipación) Escala velocidad Escala longitud

15 Clase IX 12/06 INTRODUCCIÓN A LA TURBULENCIA 15 APLICACIONES RANS APLICACIONES Precisión: 20 a 50% Modelos no Universales, dependen del flujo Interpolación mediante experimentos Independiente del Reynolds Ingeniería Estimaciones preliminares Geometría general Estados estacionarios y flujos de equilibrio


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