A carregar...
Publicação
LES study of a 5:1 rectangular prism at high Reynolds Numbers - Validation of a low element-count mesh approach
| Nome: | Descrição: | Tamanho: | Formato: | |
|---|---|---|---|---|
| 9.98 MB | Adobe PDF |
Orientador(es)
Resumo(s)
Abstract
In this thesis, the ŕow around a rectangular prism with a 5:1 aspect ratio is studied for
three different Reynolds numbers, 27000, 40000, and 55000, and for three different angles
of attack, 0, 2, and 4 degrees by means of an LES (Large Eddy Simulation) simulation. The
aim is to assess the possibility of correctly simulating this transient, three-dimensional
ŕow using a computational mesh made up of less than 500,000 elements, in contrast
to other meshes made up of several million elements. The effectiveness of the mesh is
analyzed for different Reynolds numbers (Re) and angles of attack (AoA) by comparing the
average pressure distributions on the upper and lower faces of the prism, the average drag
coefficient (Cd), average lift coefficient (Cl), Strouhal number (St) and the size of the main
recirculation bubbles with data in the literature. The mesh created is capable of simulating
the ŕow around the geometry, obtaining values for Cd and St in agreement with the
benchmarking carried out, however, the computed values for Cl are not as expected for
AoAs higher than 0 degrees. Although the average pressure coefficient on the faces is
simulated with 90% accuracy for angles of attack of 0 and 2 degrees, this is not the case
for 4 degrees, as they differ completely from other simulations. The length of the upper
and lower main recirculation bubble deviates from 15% to 20% compared to other LES
studies for 0 and 2 degrees (AoA) and does not obtain relevant results for 4 degrees.
Neste trabalho, o escoamento em torno de um prisma rectangular com uma razão de proporção de 5:1 é estudado para três números de Reynolds diferentes, 27000, 40000 e 55000, e para três ângulos de ataque distintos, 0, 2 e 4 graus por meio de uma simulação LES (Large Eddy Simulation). O objetivo é avaliar a possibilidade de simular correctamente este escoamento transiente e tridimensional utilizando uma malha computacional composta por menos de 500000 elementos, contrastando com outras malhas compostas por vários milhões de elementos. A eőcácia da malha é analisada para os diferentes Números de Reynolds (Re) e ângulos de ataque (AoA) comparando com dados presentes na literatura as distribuições de pressão média nas faces superior e inferior do prisma, o coeőciente de arrasto médio (Cd), coeőciente de sustentação médio (Cl), número de Strouhal (St) e tamanho da bolha de recirculação principal. A malha criada é capaz de simular o escoamento em torno da geometria obtendo valores de Cd, Cl e St de acordo com o benchmarking efectuado. Embora a pressão média nas faces seja simulada com 90% de exactidão para ângulos de ataque de 0 e 2 graus, o mesmo não se veriőca para 4 graus. O comprimento da bolha de recirculação principal superior e inferior apresenta um desvio de 15% a 20% em relação a outros estudos LES para 0 e 2 graus (AoA) e não obtem resultados relevantes para 4 graus.
Neste trabalho, o escoamento em torno de um prisma rectangular com uma razão de proporção de 5:1 é estudado para três números de Reynolds diferentes, 27000, 40000 e 55000, e para três ângulos de ataque distintos, 0, 2 e 4 graus por meio de uma simulação LES (Large Eddy Simulation). O objetivo é avaliar a possibilidade de simular correctamente este escoamento transiente e tridimensional utilizando uma malha computacional composta por menos de 500000 elementos, contrastando com outras malhas compostas por vários milhões de elementos. A eőcácia da malha é analisada para os diferentes Números de Reynolds (Re) e ângulos de ataque (AoA) comparando com dados presentes na literatura as distribuições de pressão média nas faces superior e inferior do prisma, o coeőciente de arrasto médio (Cd), coeőciente de sustentação médio (Cl), número de Strouhal (St) e tamanho da bolha de recirculação principal. A malha criada é capaz de simular o escoamento em torno da geometria obtendo valores de Cd, Cl e St de acordo com o benchmarking efectuado. Embora a pressão média nas faces seja simulada com 90% de exactidão para ângulos de ataque de 0 e 2 graus, o mesmo não se veriőca para 4 graus. O comprimento da bolha de recirculação principal superior e inferior apresenta um desvio de 15% a 20% em relação a outros estudos LES para 0 e 2 graus (AoA) e não obtem resultados relevantes para 4 graus.
Descrição
Palavras-chave
5:1 Rectangular prism LES Angle of attack High Reynolds numbers