AFA 2018 - Turbulencia y ondas acusticas en flujos compresibles

Congreso

Resumen *

En este trabajo se llevaron a cabo simulaciones num ́ericas directas de las ecuaciones de fluidos compresibles en reg ́ımenes turbulentos. Se estudiaron los efectos dominantes en el fluido; ya sea dominado por fen ́omenos puramente turbulentos o por la generaci ́on de sonido en el mismo. Estudios previos sugieren que pueden ocurrir tres tipos distintos de turbulencia en el l ́ımite de n ́umero de Mach bajo, en flujos politr ́opicos. La distinci ́on entre estos tipos de turbulencia se investiga aqu ́ı aplicando diferentes tipos de forzados. Se utilizan escalas din ́amicas de las fluctuaciones de densidad, comparaci ́on de la relaci ́on de las fluctuaciones de velocidad transversales a las longitudinales y descomposici ́on espectral de las fluctuaciones para distinguir la naturaleza de estas soluciones de numero de Mach bajo. A partir del estudio de los espectros espacio- temporales y tiempos de correlaci ́on cuantificamos la contribuci ́on de las ondas a la energ ́ıa total del sistema. Adem ́as, en la din ́amica de un flujo compresible se consideran tres tiempos de correlaci ́on asociados: el tiempo no-lineal de interacci ́on local entre escalas, el tiempo de barrido o no-local de escalas grandes sobre escalas chicas, y el tiempo asociado a ondas ac ́usticas (sonido). Se observ ́o que los tiempos de correlaci ́on presentan, para un forzado incompresible, un cambio de comportamiento para n ́umeros de onda (k) ?altos? donde en los mismos predominan los tiempos asociados de barrido, mientras que para k ?chicos? domina el tiempo asociado a ondas ac ́usticas. Este cambio de comportamiento depende fuertemente del n ́umero de Mach utilizado. Por ́ultimo se estudiaron las fluctuaciones de densidad y velocidad y como escalan con el n ́umero de Mach y se analizaron sus resultados con los antecedentes te ́oricos de Klainerman, Majda y Kraichnan. Información suministrada por el agente en SIGEVA