LOS MODELOS DE TURBULENCIA APLICARON LA MECÁNICA DE FLUIDOS CLÁSICA Y LOS PROBLEMAS DE TRANSFERENCIA DE CALOR - LA EVALUACIÓN DE RENDIMIENTO DEL PAQUETE OPENFOAM OPENFOAM OPENSOURCE DFC

Resumen

Los temas relacionados con el modelado de flujos turbulentos tienen una relevancia significativa en varias áreas, especialmente en ingeniería, ya que la gran mayoría de los flujos presentes en los proyectos de dispositivos y sistemas se caracterizan por ser turbulentos. Una herramienta ampliamente aplicada para el análisis de dichos flujos es el uso de simulaciones numéricas basadas en modelos de turbulencia. Por lo tanto, este trabajo tiene como objetivo evaluar el rendimiento de varios modelos de turbulencia cuando se aplican a la mecánica de fluidos clásica y los problemas de transferencia de calor, ya ampliamente validados por procedimientos empíricos. Se utilizó el software de código abierto OpenFOAM, muy adecuado para obtener soluciones numéricas a problemas de mecánica de fluidos que involucran geometrías complejas. Los problemas de evaluación de los modelos de turbulencia seleccionados fueron: cavidad bidimensional, Pitz-Daily, flujo de aire sobre un aeródromo, flujo de aire sobre el cuerpo romo de Ahmed y el problema de la convección natural entre placas paralelas. La solución a estos problemas se logró utilizando varios modelos de turbulencia de las ecuaciones medias de Reynolds (RANS), a saber: k-ε, k-ω, Lam-Bremhorst k-ε, k-ω SST, Lien-Leschziner k-ε, Spalart-Allmaras, Launder-Sharma k-ε, grupo de renormalización (RNG) k-ε. Los resultados obtenidos fueron comparados con los encontrados en la literatura los cuales fueron obtenidos empíricamente, permitiendo evaluar las fortalezas y debilidades del modelado de turbulencia aplicado en cada problema.