Simulación numérica de la estela tras un cuerpo de base roma a números de Reynolds altos: la Influencia de los modelos de turbulencia

El presente trabajo de fin de grado aborda la simulación numérica de un flujo tras un cuerpo bidimensional de base roma mediante el modelo de turbulencia de Spalart-Allmaras, el modelo original k-ω de Wilcox, el modelo k-ω SST de Menter y el modelo original k-ε de Launder-Spalding, además de dos modificaciones de éste. Como parte previa a la simulación numérica, se hace un breve recorrido por los conceptos más relevantes de la turbulencia y los procesos que siguen este tipo de flujos. Seguidamente, se introducen las ecuaciones que gobiernan el movimiento de un fluido, las ecuaciones de Navier-Stokes. Ante la imposibilidad de resolver estas ecuaciones en flujos complejos, se introduce la técnica de CFD (Computational Fluid Dynamics) y los distintos métodos disponibles en este campo. Por su bajo coste en términos computacionales se establece el método RANS (Reynolds-Averaged Navier-Stokes equations) como base para la simulación numérica, utilizando los modelos del turbulencia como cierre de las ecuaciones. Para la comprensión de los distintos modelos de turbulencia empleados, se describe detalladamente la formulación de cada uno de ellos. Llegados a este punto, se explica cada paso tomado para conseguir los resultados de las simulaciones utilizando el software ANSYS. Con ello, se llega a la parte central del trabajo, la comparación de los distintos modelos de turbulencia para identificar la influencia que aporta cada uno de ellos al flujo de estudio. Se simulan flujos a distintos números de Reynolds y se analizan las discrepancias en su comportamiento. Finalmente, se validan los resultados obtenidos con los estudios de Vlademir Parezanovic y Olivier Cadot, Menter y O’Meara-Mueller.Ingeniería en Tecnologías Industriale