SIMULACIÓN LARGE-EDDY DE FLUJOS TURBULENTOS IMPLEMENTACIÓN DEL MODELO SMAGORISNKY EN TURBULENCIA HOMOGÉNEA ISOTRÓPICA

Abstract

Se presenta en este trabajo de título la Simulación Large-Eddy implementan-do los modelos clásicos y dinámicos de Smagorinsky en turbulencia homogénea isotrópica, comparando los resultados obtenidos con mediciones de turbulencia experimental. Comenzamos por los conceptos de dinámica de fluidos basados en los principios de conservación de masa y momentum. Se introducen los conceptos básicos de turbulencia; la cascada de energía, las hipótesis de Kolmogorov, las escalas tur<U+00AC>bulentas y el espectro de energía. Se presentan brevemente las distintas técnicas numéricas de simulación de flujos turbulentos; modelos basados en las ecuaciones de Reynolds, Simulación Numéri<U+00AC>ca Directa y Simulación Large-Eddy. En la simulación de Large-Eddy se sealan las bases fundamentales de la apli<U+00AC>cación del método definiendo el filtrado del campo de velocidad, el filtrado de las ecuaciones conservativas, los tipos de filtros y los modelos de subrnallas aplicados en la simulación. En la implementación de la simulación de Large-Eddy se describe la discretización y representación de los campos de velocidades, describiendo las distintas etapas de la modelación: Inicialización, Pre-simulación y Simulación. Se presentan los método numéricos (Adams Bashfort 2? y Runge Kutta 2?) con los cuales se re<U+00AC>suelve la ecuación espectral de Navier-Stokes filtrada. Los resultados de la simulación nos muestran como decae la energía cinética y como se distribuye esta energía en el espacio espectral, comparando estos resulta<U+00AC>dos con mediciones de turbulencia real Kang et. al. Ref. [7]. También apreciamos como se distribuyen las propiedades físicas del flujo turbulento (energía cinética, vorticidad y disipación instantánea de energía) en el dominio de simulación