Turbulencia Sintética Basada en la Aproximación MTLM como Condición de Entrada para LES

Resumen

Para prescribir condiciones de entrada en la simulación numérica de flujos turbulentos usando LES (Large Eddy Simulation), no basta con especificar estadísticas de segundo orden, como en RANS (Reynolds Averaged Navier-Stokes), ya que parte de las estructuras turbulentas deben resolverse explícitamente. Usualmente se recurre a DNS (Direct Numerical Simulation) o a simulaciones precursoras para obtener e inyectar campos realistas, lo que implica un alto costo computacional. La generación de turbulencia sintética, en cambio, evita la resolución directa de las ecuaciones de Navier–Stokes, pero su rápida disipación, debida a la falta de correlaciones espaciales, así como a la ausencia de mecanismos de autodeformación y de transferencia de energía cinética interescalas, exige una extensa región de redesarrollo y un dominio de simulación mucho mayor que la zona de interés. En este trabajo se extiende el MTLM (Multiscale Turnover Lagrangian Map), que genera campos sintéticos con características estadísticas, geométricas y estructurales de la turbulencia homogénea e isotrópica, para generar campos anisotrópicos y no homogéneos, y se imponen como condición de entrada en un canal modelado con LES. Los resultados muestran una reducción de la longitud de la región de adaptación en comparación con otros métodos, reduciendo el costo computacional y manteniendo la precisión de la simulación.