Resumen

Se presenta un modelo computacional innovador para la simulación de grandes remolinos (LES) de problemas multidimensionales de flujo turbulento no permanente en geometrías complejas. Los principales objetivos de esta investigación son conocer mejor la estructura de los flujos turbulentos, identificar sus características tridimensionales y estudiar los efectos físicos debidos al flujo de fluidos complejos. Las ecuaciones de Navier-Stokes filtradas se utilizan para simular las grandes escalas; sin embargo, se complementan con modelos dinámicos a escala de subrejilla (DSGS) para simular la transferencia de energía desde las grandes escalas hacia las escalas de subrejilla, donde esta energía será disipada por la viscosidad molecular. Basado en los esquemas Taylor-Galerkin para los problemas de convección-difusión, este modelo se implementa en un código de elementos finitos tridimensional utilizando un método de elementos finitos (MEF) de tres pasos. El flujo turbulento en el canal y el flujo sobre un escalón orientado hacia atrás se consideran puntos de referencia para validar la metodología mediante la comparación con los resultados de la simulación numérica directa (DNS) o los datos experimentales. Asimismo, se analizan aspectos cualitativos y cuantitativos del flujo turbulento complejo tridimensional en un paso de álabe 3D fuerte de una turbina Francis.

• Materias:Análisis Matemático Álgebra Ingeniería Matemática aplicada Lógica matemática
• Subjects:Mathematical Analysis Algebra Engineering Applied Mathematics Mathematical logic
• Palabras claves:grandes escalas, flujo turbulento complejo dimensional, código de elementos finitos dimensional, problemas multidimensionales de flujo turbulento inestable, paso fuerte de álabes en 3d, flujo turbulento en canales, flujo de fluidos complejo, simulación numérica directa, método de elementos finitos, modelo computacional innovador
• Keywords:large scales, dimensional complex turbulent flow, dimensional finite element code, multidimensional unsteady turbulent flow problems, strong 3d blade passage, turbulent channel flow, complex fluid flow, direct numerical simulation, finite element method, innovative computational model