Aplicación del método de Lattice Boltzmann a la simulación de obstrucciones complejas fácilmente penetrables

Autores
Silin, Nicolás; Boroni, Gustavo Adolfo; Dalponte, Diego David; Dottori, Javier; Clausse, Alejandro
Año de publicación
2012
Idioma
español castellano
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
Se presenta la aplicación del Método de Lattice Boltzmann (LBM) a la simulación de flujos a través de obstrucciones complejas fácilmente penetrables. En particular nos interesa la simulación de flujos laminares estacionarios así como de flujos que presentan oscilaciones periódicas generadas por inestabilidades del flujo laminar. Para la simulación del flujo a través del medio poroso se utilizó un esquema originalmente desarrollado para bordes inmersos en el dominio de cálculo (IB – Immersed Boundary). Los resultados numéricos se validaron con mediciones experimentales realizadas con anemometría térmica en un canal de aire y con los resultados de un análisis de estabilidad lineal. Las simulaciones en condiciones de flujo estacionario, es decir a bajos números de Reynolds, muestran buena coincidencia con los resultados experimentales. Se pudo observar que el cambio a un modo de flujo con oscilaciones ocurre a un número de Reynolds por encima del valor crítico obtenido del análisis de estabilidad lineal. Finalmente se compararon los campos de las fluctuaciones de velocidad con el modo más inestable obtenido del análisis de estabilidad lineal, pudiendo observar un excelente acuerdo entre ambos
An application of the Lattice Boltzmann Method (LBM) to the simulation of flows through easily penetrable complex obstructions is presented. In particular we are interested in the simulation of stationary laminar flows and flows having periodic oscillations generated by laminar-flow instabilities. For simulating the flow through the porous medium we used a scheme originally developed for immersed boundaries in the calculation domain(IB – Immersed Boundary). To validate the numerical results they were compared with experimental measurements performed by means of thermal anemometry in an air channel, and with the results of a linear stability analysis. The results of the simulations in steady flow conditions, i.e. at low Reynolds numbers, show good agreement with the experimental results. It was observed that the mode transition to oscillating flow occurs at a Reynolds number above the critical value obtained from the linear stability analysis. Finally we compared the fields of velocity fluctuations with the most unstable mode obtained from the linear stability analysis, finding an excellent agreement
Fil: Silin, Nicolás. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche. Instituto Balseiro (CNEA-CAB). Río Negro. Argentina
Fil: Boroni, Gustavo Adolfo. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires (UNICEN). Buenos Aires. Argentina
Fil: Dalponte, Diego David. Comisión de Investigaciones Científicas de la Provincia de Buenos Aires (CICPBA). Buenos Aires. Argentina
Fil: Dottori, Javier. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires (UNICEN). Buenos Aires. Argentina
Fil: Clausse, Alejandro. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires (UNICEN). Buenos Aires. Argentina
Fuente
An. (Asoc. Fís. Argent., En línea) 2012;03(23):39-42
Materia
METODO DE LATTICE BOLTZMANN
OBSTRUCCIONES COMPLEJAS
MEDIO POROSO
INESTABILIDAD DE FLUJO DE CORTE
FRONTERA INMERSA
GRASSLAND
INVASIVE
NATIVE
SHRUBS
TREES
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar
Repositorio
Biblioteca Digital (UBA-FCEN)
Institución
Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
OAI Identificador
afa:afa_v23_n03_p039

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An application of the Lattice Boltzmann Method (LBM) to the simulation of flows through easily penetrable complex obstructions is presented. In particular we are interested in the simulation of stationary laminar flows and flows having periodic oscillations generated by laminar-flow instabilities. For simulating the flow through the porous medium we used a scheme originally developed for immersed boundaries in the calculation domain(IB – Immersed Boundary). To validate the numerical results they were compared with experimental measurements performed by means of thermal anemometry in an air channel, and with the results of a linear stability analysis. The results of the simulations in steady flow conditions, i.e. at low Reynolds numbers, show good agreement with the experimental results. It was observed that the mode transition to oscillating flow occurs at a Reynolds number above the critical value obtained from the linear stability analysis. Finally we compared the fields of velocity fluctuations with the most unstable mode obtained from the linear stability analysis, finding an excellent agreement
Fil: Silin, Nicolás. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche. Instituto Balseiro (CNEA-CAB). Río Negro. Argentina
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