Simulación numérica de la cascada de energía en fluidos turbulentos
DOI:
https://doi.org/10.17268/sel.mat.2022.02.07Palabras clave:
Ecuaciones de Navier Stokes, transferencia de energía, modelos shellResumen
La transferencia de energía de escalas grandes a pequeñas en flujos turbulentos se describe como un flujo de energía de números de onda pequeños a números de onda grandes en la representación espectral de la ecuación de Navier-Stokes. El problema de resolver las escalas relevantes en el flujo corresponde en la representación espectral a determinar el truncamiento espectral en números de onda grandes. El número efectivo de grados de libertad en el flujo depende del número de Reynolds y una simulación numérica de la ecuación de Navier Stokes para números de Reynolds altos no es práctica sin algún tipo de reducción del número de grados de libertad. Los modelos shell se construyen para obedecer las mismas leyes de conservación y simetrías que la ecuación de Navier Stokes como alternativa. En este trabajo presentamos el modelo shell Sabra para el estudio de la cascada de energía en un flujo turbulento y mostraremos numéricamente que la disipación de energía es de aproximadamente -1/3 lo cual está de acuerdo con la teoría K41.
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