Simulación del flujo en torno a un vehículo tipo Hatchback con modelos de turbulencia híbridos tipo DDES

En este estudio se realizaron simulaciones de fluidos computacionales (CFD) del flujo en torno a un Hatchback usando modelos híbridos como DES y DDES, basados en el modelo de turbulencia k-omega SST y los resultados se compararon con estudios anteriores de esta línea de investigación. Los modelos hí...

Full description

Autores:
Castillo Álvarez, Juan Pablo
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2022
Institución:
Universidad de los Andes
Repositorio:
Séneca: repositorio Uniandes
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repositorio.uniandes.edu.co:1992/55716
Acceso en línea:
http://hdl.handle.net/1992/55716
Palabra clave:
Automóviles
Arrastre (Aerodinámica)
Dinámica de fluidos computacional
Turbulencia
Rights
openAccess
License
https://repositorio.uniandes.edu.co/static/pdf/aceptacion_uso_es.pdf
id UNIANDES2_9055946553a5e1c46c485f0a8d6b1ff5
oai_identifier_str oai:repositorio.uniandes.edu.co:1992/55716
network_acronym_str UNIANDES2
network_name_str Séneca: repositorio Uniandes
repository_id_str
dc.title.spa.fl_str_mv Simulación del flujo en torno a un vehículo tipo Hatchback con modelos de turbulencia híbridos tipo DDES
title Simulación del flujo en torno a un vehículo tipo Hatchback con modelos de turbulencia híbridos tipo DDES
spellingShingle Simulación del flujo en torno a un vehículo tipo Hatchback con modelos de turbulencia híbridos tipo DDES
Automóviles
Arrastre (Aerodinámica)
Dinámica de fluidos computacional
Turbulencia
title_short Simulación del flujo en torno a un vehículo tipo Hatchback con modelos de turbulencia híbridos tipo DDES
title_full Simulación del flujo en torno a un vehículo tipo Hatchback con modelos de turbulencia híbridos tipo DDES
title_fullStr Simulación del flujo en torno a un vehículo tipo Hatchback con modelos de turbulencia híbridos tipo DDES
title_full_unstemmed Simulación del flujo en torno a un vehículo tipo Hatchback con modelos de turbulencia híbridos tipo DDES
title_sort Simulación del flujo en torno a un vehículo tipo Hatchback con modelos de turbulencia híbridos tipo DDES
dc.creator.fl_str_mv Castillo Álvarez, Juan Pablo
dc.contributor.advisor.spa.fl_str_mv López Mejía, Omar Darío
dc.contributor.author.spa.fl_str_mv Castillo Álvarez, Juan Pablo
dc.subject.keyword.none.fl_str_mv Automóviles
Arrastre (Aerodinámica)
Dinámica de fluidos computacional
Turbulencia
topic Automóviles
Arrastre (Aerodinámica)
Dinámica de fluidos computacional
Turbulencia
description En este estudio se realizaron simulaciones de fluidos computacionales (CFD) del flujo en torno a un Hatchback usando modelos híbridos como DES y DDES, basados en el modelo de turbulencia k-omega SST y los resultados se compararon con estudios anteriores de esta línea de investigación. Los modelos híbridos utilizados son un método de solución moderno que permite obtener resultados precisos con un costo computacional moderado, gracias al intercambio entre Large Eddy Simulation (LES) y ecuaciones RANS convencionales. Se utilizaron mallas hibridas que combinaban elementos tetraédricos en el dominio y prismas sobre el vehículo para captar la capa límite. Estas mallas estaban en el rango entre los 9,7 y 24 millones de elementos, iniciando con la mas pequeña y aumentando progresivamente el tamaño para asegurar la estabilidad de la solución y cumplir con los refinamientos necesarios. Todas las simulaciones fueron realizadas en el software comercial ANSYS Fluent v21.1 y se calculó el coeficiente de arrastre a lo largo de cada iteración. También se analizaron y compararon propiedades del flujo como la distribución de presiones, el campo de velocidades junto con las líneas de corriente en la estela cercana, los contornos de vorticidad en los planos normales a la dirección del flujo, el Q-criterion, y por último la relación de viscosidades turbulentas (TVR). Se compararon estos resultados con los obtenidos por estudios anteriores sobre este mismo vehículo con los mismos parámetros y el modelo de turbulencia Spalart-Allmaras así como con el análisis realizado con los mismos modelos transitorios (basados en Spalart-Allmaras) pero sobre un vehículo tipo station wagon. El coeficiente de arrastre promedio de 0.37 con el modelo DES estuvo a solo 1.07% de diferencia del 0.374 experimental hallado por M. López. También se obtuvo el resultado más cercano al valor reportado por catálogo, siendo este el de la simulación k-omega SST con un valor de 0.356 a solo 1.71% de este.
publishDate 2022
dc.date.accessioned.none.fl_str_mv 2022-02-22T20:11:25Z
dc.date.available.none.fl_str_mv 2022-02-22T20:11:25Z
dc.date.issued.none.fl_str_mv 2022
dc.type.spa.fl_str_mv Trabajo de grado - Pregrado
dc.type.driver.spa.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/bachelorThesis
dc.type.version.spa.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/acceptedVersion
dc.type.coar.spa.fl_str_mv http://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.content.spa.fl_str_mv Text
dc.type.redcol.spa.fl_str_mv http://purl.org/redcol/resource_type/TP
format http://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
status_str acceptedVersion
dc.identifier.uri.none.fl_str_mv http://hdl.handle.net/1992/55716
dc.identifier.pdf.spa.fl_str_mv 26392.pdf
dc.identifier.instname.spa.fl_str_mv instname:Universidad de los Andes
dc.identifier.reponame.spa.fl_str_mv reponame:Repositorio Institucional Séneca
dc.identifier.repourl.spa.fl_str_mv repourl:https://repositorio.uniandes.edu.co/
url http://hdl.handle.net/1992/55716
identifier_str_mv 26392.pdf
instname:Universidad de los Andes
reponame:Repositorio Institucional Séneca
repourl:https://repositorio.uniandes.edu.co/
dc.language.iso.spa.fl_str_mv spa
language spa
dc.rights.uri.*.fl_str_mv https://repositorio.uniandes.edu.co/static/pdf/aceptacion_uso_es.pdf
dc.rights.accessrights.spa.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coar.spa.fl_str_mv http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
rights_invalid_str_mv https://repositorio.uniandes.edu.co/static/pdf/aceptacion_uso_es.pdf
http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.extent.spa.fl_str_mv 43 páginas
dc.format.mimetype.spa.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.spa.fl_str_mv Universidad de los Andes
dc.publisher.program.spa.fl_str_mv Ingeniería Mecánica
dc.publisher.faculty.spa.fl_str_mv Facultad de Ingeniería
dc.publisher.department.spa.fl_str_mv Departamento de Ingeniería Mecánica
institution Universidad de los Andes
bitstream.url.fl_str_mv https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/1d243ffa-3c1a-4a1e-bb19-93653e76a6cc/download
https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/06074a90-f861-4bae-b813-c47d5925434c/download
https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/1bc8135a-12a7-48e3-8061-06b95fdc2e54/download
bitstream.checksum.fl_str_mv 943901e3b07b377c33405066d41e18e7
655c9536c44f10ea27934c57c5bdc76e
4dc2021bc2952274c29e256d9f180a46
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositorio institucional Séneca
repository.mail.fl_str_mv adminrepositorio@uniandes.edu.co
_version_ 1812133925459329024
spelling Al consultar y hacer uso de este recurso, está aceptando las condiciones de uso establecidas por los autores.https://repositorio.uniandes.edu.co/static/pdf/aceptacion_uso_es.pdfinfo:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2López Mejía, Omar Daríoca1a265f-4f19-4097-a777-813674a5329c600Castillo Álvarez, Juan Pablo7053b3f3-d1f1-41fa-9c6d-e503c452d18d5002022-02-22T20:11:25Z2022-02-22T20:11:25Z2022http://hdl.handle.net/1992/5571626392.pdfinstname:Universidad de los Andesreponame:Repositorio Institucional Sénecarepourl:https://repositorio.uniandes.edu.co/En este estudio se realizaron simulaciones de fluidos computacionales (CFD) del flujo en torno a un Hatchback usando modelos híbridos como DES y DDES, basados en el modelo de turbulencia k-omega SST y los resultados se compararon con estudios anteriores de esta línea de investigación. Los modelos híbridos utilizados son un método de solución moderno que permite obtener resultados precisos con un costo computacional moderado, gracias al intercambio entre Large Eddy Simulation (LES) y ecuaciones RANS convencionales. Se utilizaron mallas hibridas que combinaban elementos tetraédricos en el dominio y prismas sobre el vehículo para captar la capa límite. Estas mallas estaban en el rango entre los 9,7 y 24 millones de elementos, iniciando con la mas pequeña y aumentando progresivamente el tamaño para asegurar la estabilidad de la solución y cumplir con los refinamientos necesarios. Todas las simulaciones fueron realizadas en el software comercial ANSYS Fluent v21.1 y se calculó el coeficiente de arrastre a lo largo de cada iteración. También se analizaron y compararon propiedades del flujo como la distribución de presiones, el campo de velocidades junto con las líneas de corriente en la estela cercana, los contornos de vorticidad en los planos normales a la dirección del flujo, el Q-criterion, y por último la relación de viscosidades turbulentas (TVR). Se compararon estos resultados con los obtenidos por estudios anteriores sobre este mismo vehículo con los mismos parámetros y el modelo de turbulencia Spalart-Allmaras así como con el análisis realizado con los mismos modelos transitorios (basados en Spalart-Allmaras) pero sobre un vehículo tipo station wagon. El coeficiente de arrastre promedio de 0.37 con el modelo DES estuvo a solo 1.07% de diferencia del 0.374 experimental hallado por M. López. También se obtuvo el resultado más cercano al valor reportado por catálogo, siendo este el de la simulación k-omega SST con un valor de 0.356 a solo 1.71% de este.In this study, computational fluid dynamics simulations of the flow around a hatchback vehicle were made using hybrid methods such as DES (Detached Eddy Simulation) and DDES (Delayed Detached Eddy Simulation), based on the k-omega SST turbulence model and the results were compared to previous studies in the same line of research. The hybrid models used are a modern method of solution for these simulations that give accurate results with a moderate computational cost, thanks to the selection between Large Eddy Simulation (LES) and conventional Reynolds Averaged Navier-Stokes (RANS) equations. Hybrid meshes, that use tetrahedral elements in the domain and prisms on the surface of the vehicle for capturing the boundary layer, were used. This meshes were in the range of 9.7 to 24 million elements, starting with the smallest and increasing in size progressively to ensure the stability of the solution and to achieve the necessary refinements. All simulations were performed using the ANSYS Fluent v21.1 commercial software and the drag coefficient was calculated for each iteration. The resulting flows were captured and characteristics such as the pressure distribution, velocity field with corresponding streamlines on the near wake, vorticity contours on planes normal to the direction of the flow, Q-criterion, and the turbulent viscosity ratio were analyzed and compared. Results were also compared to previous studies of the same vehicle on identical parameters with the Spalart-Allmaras turbulence model as well as studies with the same transient models (based on Spalart-Allmaras) but instead with a station wagon type car. An average drag coefficient of 0.37 with the DES model was only 1.07% away from the 0.374 obtained experimentally by M.Lopez. The nearest result to the 0.35 value reported officially was obtained by the k-omega SST simulation with a value of 0.356, only a 1.71% difference.Ingeniero MecánicoPregrado43 páginasapplication/pdfspaUniversidad de los AndesIngeniería MecánicaFacultad de IngenieríaDepartamento de Ingeniería MecánicaSimulación del flujo en torno a un vehículo tipo Hatchback con modelos de turbulencia híbridos tipo DDESTrabajo de grado - Pregradoinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fTexthttp://purl.org/redcol/resource_type/TPAutomóvilesArrastre (Aerodinámica)Dinámica de fluidos computacionalTurbulencia201817070PublicationTHUMBNAIL26392.pdf.jpg26392.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg6285https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/1d243ffa-3c1a-4a1e-bb19-93653e76a6cc/download943901e3b07b377c33405066d41e18e7MD53TEXT26392.pdf.txt26392.pdf.txtExtracted texttext/plain64975https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/06074a90-f861-4bae-b813-c47d5925434c/download655c9536c44f10ea27934c57c5bdc76eMD52ORIGINAL26392.pdfapplication/pdf2686624https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/1bc8135a-12a7-48e3-8061-06b95fdc2e54/download4dc2021bc2952274c29e256d9f180a46MD511992/55716oai:repositorio.uniandes.edu.co:1992/557162023-10-10 17:13:40.135https://repositorio.uniandes.edu.co/static/pdf/aceptacion_uso_es.pdfopen.accesshttps://repositorio.uniandes.edu.coRepositorio institucional Sénecaadminrepositorio@uniandes.edu.co