Modelo Transfer1
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8/16/2019 Modelo Transfer1
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A continuación, se ilustra este enfoque de modelado a la turbulencia por
medio del modelo k –E.
El punto de partida en el modelo k-E y otros modelos no algebraicos (una y
dos ecuación) es la analogía que se puede etraer entre el mo!imiento de
un paquete de "uidos en "u#o turbulento y el mo!imiento aleatorio de una
mol$cula en un gas ideal.
El modelo de turbulencia (k-%) es el modelo m&s com'n usado en din&mica
de "uidos computacional (*) para simular las características de "u#o
promedio para condiciones de "u#o turbulento. Es un modelo de dos
ecuaciones que da una descripción general de la turbulencia por medio de
dos ecuaciones de transporte (+*E). El impulso inicial para el modelo -$psilon era me#orar el modelo de longitud de mecla, así como encontrar
una alternati!a a la la prescripción de forma algebraica de las escalas de
longitud de turbulencia de moderada a alta comple#idad "u#os. /0
1a primera !ariable transportada determina la energía en la turbulencia y se
llama energía cin$tica turbulenta (k).
1a segunda !ariable transportada es la disipación turbulenta (%) que
determina la tasa de disipación de la energía cin$tica turbulenta.
+rincipio
A diferencia de los modelos anteriores de turbulencia, modelo k-% se centra
en los mecanismos que afectan a la energía cin$tica turbulenta. El modelo
de longitud de mecla carece de este tipo de generalidad 20. 1a suposición
subyacente de este modelo es que la !iscosidad turbulenta es isotrópica, en
otras palabras, la relación entre el esfuero de 3eynolds y la tasa media de
las deformaciones es la misma en todas las direcciones.
4odelo de turbulencia est&ndar k-%
1as ecuaciones eactas k-% contienen muc5os t$rminos desconocidos y nomedibles. +ara un enfoque muc5o m&s pr&ctico, el modelo de turbulencia k-
% est&ndar (1aunder y 6palding, /789 :0) es utiliado, el cual se basa en
nuestra me#or comprensión de los procesos pertinentes, minimiando así las
incógnitas y presentando un con#unto de ecuaciones que pueden ser
aplicado a un gran n'mero de aplicaciones turbulentas.
+ara energía cin$tica turbulenta k 90
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+ara la disipación % 90
En otras palabras,
;asa de !ariación de k o % < ;ransporte por con!ección de k o % =
;ransporte mediante difusión de k o % < tasa de producción de o % - tasa
de destrucción de o %
*onde
representa componente de la !elocidad en la dirección correspondiente
representa el componente de !elocidad de deformación
representa !iscosidad de remolino
1as ecuaciones tambi$n se componen de algunas constantes a#ustables
y 1os !alores de estas constantes a los que se llegado espor numerosas iteraciones de a#uste de datos para una amplia gama de
"u#os turbulentos. Estos son los siguientes> 20
Aplicaciones
El modelo k-% 5a sido dise?ada especialmente para las capas planas de
corte @0 y los "u#os de recirculación. 0 Este modelo es el modelo de
turbulencia m&s ampliamente utiliado y !alidado con aplicaciones que !an
desde la industria a los "u#os ambientales, lo que eplica su popularidad.+or lo general es 'til para la capa libre de corte que "uye con gradientes de
presión relati!amente peque?as, así como en "u#os conBnados donde los
esfueros de corte de 3eynolds son m&s importantes. ;ambi$n se puede
establecer como el modelo de turbulencia m&s simple debido a que sólo se
necesita ser suministrado condiciones iniciales y C o de contorno.
6in embargo es m&s costoso en t$rminos de memoria que el modelo de
longitud de mecla, ya que requiere dos +*Es adicionales. Este modelo sería
una opción apropiada para problemas tales como tomas y compresores
como la precisión eperimental para reducir los "u#os que contienengrandes gradientes de presión ad!ersos. El modelo k-% tambi$n se
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desempe?a mal en una !ariedad de casos importantes, tales como los "u#os
no conBnados, D0 capas límite cur!adas, los "u#os de rotación y "u#os en
conductos no circulares.
5ttps>CCen.ikipedia.orgCikiC-epsilonFturbulenceFmodel
1as ecuaciones del modelo se obtienen promediando las ecuaciones de
mo!imiento en el tiempo sobre una coordenada, en la cual el "u#o medio no
!aría. Esta aproimación se llama cerradura en un punto y produce un
con#unto de ecuaciones diferenciales parciales llamada ecuaciones de
Ga!ier-6tokes promediadas de 3eynolds (3AG6, 3eynolds-A!eraged Ga!ier-
6tokes).
Este m$todo no es tan eacto ya que se utilian !arias aproimaciones.
Elproceso de promediación en el tiempo de las distintas !ariables se conoce
como un tipo de promediación de 3eynolds.
5ttp>CCtesis.uson.mCdigitalCtesisCdocsC/79HCapitulo:.pdf
https://en.wikipedia.org/wiki/K-epsilon_turbulence_modelhttp://tesis.uson.mx/digital/tesis/docs/19406/Capitulo3.pdfhttp://tesis.uson.mx/digital/tesis/docs/19406/Capitulo3.pdfhttps://en.wikipedia.org/wiki/K-epsilon_turbulence_model
