El modelo de turbulencia de transporte de esfuerzo cortante de Menter , o SST , es un modelo robusto de turbulencia de viscosidad parásita de dos ecuaciones ampliamente utilizado y utilizado en dinámica de fluidos computacional . El modelo combina el modelo de turbulencia k-omega y el modelo de turbulencia K-épsilon de modo que el k-omega se utiliza en la región interior de la capa límite y cambia a k-épsilon en el flujo de cizallamiento libre .
Historia
El modelo de turbulencia de dos ecuaciones de la SST fue introducido en 1994 por FR Menter para hacer frente a la fuerte sensibilidad a las corrientes libres del modelo de turbulencia k-omega y mejorar las predicciones de los gradientes de presión adversos . La formulación del modelo SST se basa en experimentos físicos e intenta predecir soluciones a problemas típicos de ingeniería. Durante las últimas dos décadas, el modelo se ha modificado para reflejar con mayor precisión ciertas condiciones de flujo . La viscosidad Eddy promedio de Reynold es una pseudo-fuerza y no está físicamente presente en el sistema. Las dos variables calculadas generalmente se interpretan de manera que k es la energía cinética de la turbulencia y omega es la tasa de disipación de los remolinos.
Modelo de turbulencia SST (Transporte de esfuerzo cortante de Menter) [1]
Definición de variable
Constantes
Cierre KW
, ,
Cierre Ke
, ,
Constantes de cierre de SST
,
Condiciones de límite y campo lejano
Campo lejano
Condiciones de límite / muro
La mayoría de las implementaciones de software como OpenFOAM y ANSYS Fluent no incluyen el factor 10 para omega en la pared, siguiendo una formulación de Wilcox. Sin embargo, en [2] estados FR MIntroduzca: "presente autor encontró que sea mucho más fácil y como se precisa para poner en práctica la siguiente condición de frontera"
Validación con resultados experimentales
Se logró una buena concordancia entre las simulaciones de transferencia de masa con datos experimentales para flujo turbulento utilizando el modelo de turbulencia de dos ecuaciones SST desarrollado por FR Menter para formas rectangulares y tubulares, [3] un hidrociclón modificado [4] y para sistemas giratorios curvos [5] teniendo en cuenta un término de corrección de curvatura.
Referencias
- ^ Menter, FR (agosto de 1994). "Modelos de turbulencia de viscosidad de Eddy de dos ecuaciones para aplicaciones de ingeniería" . Revista AIAA . 32 (8): 1598–1605. Código bibliográfico : 1994AIAAJ..32.1598M . doi : 10.2514 / 3.12149 .
- ^ Menter, FR (julio de 1993). "Ecuación zonal dos k / omega, modelos de turbulencia para flujos aerodinámicos" . Revista AIAA : 1993–2906. doi : 10.2514 / 6.1993-2906 .
- ^ Colli, AN; Bisang, JM (enero de 2018). "Un estudio CFD con validación analítica y experimental de transferencia de masa laminar y turbulenta en reactores electroquímicos". Revista de la Sociedad Electroquímica . 165 (2): E81 – E88. doi : 10.1149 / 2.0971802jes .
- ^ Colli, AN; Bisang, JM (enero de 2020). "Acoplamiento k convección-difusión y ecuaciones de Laplace en un modelo CFD de código abierto para cálculos de distribución de corriente terciaria". Revista de la Sociedad Electroquímica . 167 : 013513. doi : 10.1149 / 2.0132001JES .
- ^ Colli, AN; Bisang, JM (julio de 2019). "Comportamiento de transferencia de masa dependiente del tiempo en condiciones de flujo laminar y turbulento en electrodos giratorios: un estudio CFD con validación analítica y experimental". Revista Internacional de Transferencia de Calor y Masa . 137 : 835–846. doi : 10.1016 / j.ijheatmasstransfer.2019.03.152 .
Notas
- 'Descripción del modelo de turbulencia CFD Online Wilcox k-omega'. Consultado el 12 de mayo de 2014. http://www.cfd-online.com/Wiki/Wilcox%27s_k-omega_model
- 'Introducción a la dinámica de fluidos computacional: el método de volumen finito (2ª edición)', H. Versteeg, W. Malalasekera; Pearson Education Limited; 2007; ISBN 0131274988
- 'Turbulence Modelling for CFD' 2nd Ed., Wilcox CD; Industrias DCW; 1998; ISBN 0963605100
- 'Una introducción a la turbulencia y su medición', Bradshaw, P.; Pergamon Press; 1971; ISBN 0080166210