Modelos de Turbulencia

MODELOS DE TURBULENCIA PARA APLICACIONES PRÁCTICAS

1. INTRODUCCION

A pesar de considerables avances en la solución directa de las ecuaciones de Navier-Stokes dependientes del tiempo y en las técnicas de simulación, la única manera económicamente viable para resolver problemas  de flujo turbulento sigue siendo el uso ecuaciones estadísticas. En estas ecuaciones, el transporte de cantidad de movimiento, el calor y la masa por el movimiento turbulento está representado por correlaciones entre cantidades fluctuantes. Porque de la aparición de estos términos, la media de flujo de las ecuaciones no son cerrado y un modelo de turbulencia es necesaria para determinar este impulso turbulento, flujos de calor y de masas antes de las ecuaciones pueden ser resuelto.

Una amplia variedad de modelos de turbulencia ha sugerido lo largo de los años, que van desde  simples expresiones algebraicas relativas a los flujos turbulentos de los fluidos de campo hasta los modelos que emplean ecuaciones diferenciales de transporte para las correlaciones de turbulencia individuales o incluso para su distribución espectral sobre los diversos tamaños de los elementos que contribuyen al movimiento turbulento.

Sin embargo, los modelos más complejos han sido hasta ahora probado principalmente para situaciones de flujo bastante simple, idealizadas y apenas se han utilizado en los cálculos de problemas de flujo de prácticas. Tales cálculos se realizaron a cabo principalmente con la ayuda de modelos más simples que emplea o bien expresiones algebraicas o ecuaciones diferenciales de transporte, solamente para la escala de velocidad del movimiento turbulento o como mucho también para la escala de longitud. El presente artículo revisa los modelos disponibles de este tipo; para los modelos más complejos basados en las ecuaciones de transporte. En el presente trabajo se restringe aún más a modelos para flujos incompresibles y se concentra en llamadas versiones de alta Reynolds-numéricas de las los modelos que no son aplicables en la viscosidad afectados-regiones muy cerca de las paredes. El tratamiento de estas regiones se discute brevemente en la Parte II. Ejemplos de aplicaciones de los modelos revisados se dan en la tercera parte del documento.

1. CONCEPTOS BASICOS

Ecuación de continuidad:

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Ecuación de Momento

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Temperatura/ ecuación de concentración:

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Para fluidos incompresibles, estas son las ecuaciones que gobiernan los principales fluidos. Componentes de velocidad  , la presión media P y la cantidad escalar  que representa la temperatura. En general una ecuación de estado tiene que estar relacionado con la densidad  a la cantidad .[pic 7][pic 8][pic 9][pic 10]

PARA EL CASO DOS-DIMENSIONAL

Ecuación de Continuidad:

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