Cálculo del discriminante en una DNS de pared

Abstract

[ES] El estudio de la turbulencia de pared ha sido siempre un problema muy importante en la Mecánica de Fluidos para conocer el comportamiento de un uido. El análisis de este se ha realizado a través de problemas de flujos turbulentos en capas límites y canales turbulentos. Para el estudio de este tipo de problemas es necesario utilizar métodos de cálculo que sean capaces de resolver con certeza las ecuaciones que describen el comportamiento de un fluido. En este documento se profundiza en la Mecánica de Fluidos a través de uno de los problemas clásicos en este campo, ujo a través de un canal turbulento. Para resolver las ecuaciones se ha realizado una simulación DNS, Direct Numerical Simulation. Estas simulaciones respecto a las otras alternativas, RANS(Reynolds-Averaged Navier- Stokes Equations) y LES (Large Eddy Simulation), calcula las ecuaciones directamente con la desventaja de presentar un coste computacional extremadamente alto. Debido al crecimiento del número de Reynolds , aumenta la necesidad de realizar simulaciones que requieren unas prestaciones computacionales muy altas. Este requerimiento entra en conflicto con el desempeño actual que tiene la memoria de los computadores. Mientras que la capacidad de los procesadores aumenta, la capacidad de la memoria también aumenta pero de manera más lenta comprometiendo los avances en este campo ya que las simulaciones futuras pueden llegar a ocupar en disco un espacio de 1TB. Esto plantea un nuevo reto, la capacidad de realizar estas simulaciones de manera que la cantidad de datos que se escriben en disco se reduzca, y por tanto que se realicen los cálculos de postproceso durante la ejecución del código principal, cálculo \on the y". Para alcanzar esto, es necesario el uso de supercomputadores con un número de procesadores muy alto que permitan aplicar técnicas de supercomputación para acelerar el cálculo. Estas técnicas de programación paralela se basan en los estándares MPI y OpenMP. El estudio de estas técnicas de supercomputación mediante programación paralela aplicado a un problema de pared mediante un canal turbulento se realiza en el código LISO, vigente en el ámbito de la investigación desde hace décadas, con el objetivo de mejorar estos procesos y poder resolver el reto que supone un aumento del número de Re, y las consecuencias derivadas de ello.