Large Eddy Simulation de flujo confinado entre paredes

Abstract

[ES] Los modelos existentes para la simulación CFD son muy variados, por lo que esnecesario conocer sus similitudes y discrepancias a la hora de elegir el modelo adecuado para la resolución del problema de interés. Es por ello que el objetivo de este trabajo esla comparación de los resultados obtenidos tras la simulación de un flujo confinado entreparedes con tres modelos subgridde LES, así como la comparación de dos funciones de postproceso para la localización de los vórtices presentes a lo largo de la geometría.Para ello se utiliza el software de código libre OpenFOAM. Se simulan dos geometrías distintas. La primera de ellas, denominada geometría simple, consiste en un conducto de sección circular por el que circula el fluido, mientras que la segunda de ellas es la misma geometría exterior con la inclusión de un cuerpode sección transversal cuadrada para la generación de turbulencia en el interior del conducto. Se utilizan los modelos subgridde Smagorinsky, K equation y WALE y las funciones de postproceso Lambda 2yQ - criterion. Los resultados obtenidos muestran gran semejanza entre los modelos SmagorinskyyK equation, mientras que el modelo WALE resuleve de una manera más precisa el campo del fluido más cercano a la pared del conducto. Del mismo modo, muestran queno es posible la obtención de estructuras turbulentas sin la presencia de un generadorde turbulencia o un obstáculo, como es el caso de la segunda geometría en el que si quese obtienen estructuras turbulentas. Por último, se obtienen resultados semejantes tras la aplicación de los métodos Lambda 2y elQ - criterion, por lo que se concluye que ambos m ́etodos son válidospara la localización de las estructuras turbulentas a lo largo del conducto.

[EN] The existing models for CFD simulation are very assorted, so it is necessary to know its similarities and discrepancies in order to choose the correct model for the resolution of the problem of interest. For this reason, the main objective of this project is the comparation between the results obtained before the simulation of a flux confined between walls with three LES subgrid models, so as the comparation between two different postprocess functions to localize the vortex present in the geometry. In orderto do that the free code software OpenFOAM is used. Two different geometries are simulated. The first of them, called simple geometry, consist in a circular section duct in which a flux travel, whereas the second one is the same exterior geometry with the inclusion of a square section body for the generation of turbulence in the interior of the duct. The subgrid models of Smagorinsky, K equationand WALE and the postprocess functions of Lambda 2 and Q – criterionare used. The results obtained show a big similarity between Smagorinsky and K equation models, whereas the WALE model solve the flux in the nearest part of the wall of theduct in a more accurate way. It is shown also that it is not possible to get turbulence structures without a generator of turbulence or an obstacle, as it is the case of the second geometry in which turbulence structures are got. At last, similar results are obtained before the application of the two postprocess functions Lambda 2 and Q – criterion, so it is come to the conclusion that both method sare valid for the location of turbulence structures in the duct.