DESARROLLO DE UN CÓDIGO COMPUTACIONAL DE SIMULACIÓN A GRANDES ESCALAS DE FLUJOS TURBULENTOS EN UN CANAL PLANO

Abstract

En este trabajo se desarrolla un codigo computacional de simulacion a grandes escala (LES) de ujos turbulentos en un canal plano. Con el n de resolver las ecuaciones ltradas que describen la dinamica del ujo turbulento, se discretizan las ecuaciones mediante un metodo de diferencias nitas centradas de orden dos, empleando esquemas conservativos para la integracion del termino convectivo. La integracion temporal se realiza mediante un metodo de pasos fraccionados, en conjunto con un metodo de Runge-Kutta modicado de orden tres para el tratamiento de los terminos explcitos, y el metodo de Crank-Nicholson para los terminos implcitos. Esencialmente, la implementacion considera el desarrollo de dos codigos computacionales. Uno de ellos corresponde a resolver la region mas cercana a la pared, mientras que en el otro, se aplica una funcion de pared con el n de prescribir el esfuerzo. Para su vericacion y testeo, cada uno de los codigos emplean tres modelos de esfuerzo de submalla, que son el modelo de Smagorinsky, el modelo dinamico de Smagorinsky y el modelo con dependencia de escalas. Finalmente, los resultados numericos del primer codigo se presentan con dos numeros de Reynolds, Re = 13800 (Re = 395) y Re = 21870 (Re = 590) que conrma el buen comportamiento de la simulacion al ser comparados con los datos disponibles en la literatura, obtenidos a traves Direct Numerical Simulation. Mientras que el segundo codigo, debido a la implementacion de una funcion de pared, sera analizado desde el punto de vista del estudio propuesto en el documento del modelo con Dependencia de Escala. Palabras Claves: Simulacion a Grandes Escalas, Modelos de Esfuerzo de Submalla, Flujo Turbulento en un Canal, Smagorinsky.