1 DNS RANS

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

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

4 INTRODUCCIÓN (2/2) Tres subrangos

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

7 ¿PORQUÉ MODELOS? (3/3)

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

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

11 RANS (1/2) Señal turbulenta Promediada Perturbada

12 Tensor de esfuerzos de ReynoldsRANS (2/2) Tensor de esfuerzos de Reynolds

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

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

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