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Simulación directa de turbulencia de flujo secundario en ductos con forzado no homogéneo

机译：具有非均匀强迫的管道中二次流湍流的直接模拟

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RESUMENLa generación de flujo secundario en ductos rectos de sección rectangular se debe exclusivamente a la turbulencia. En muchos flujos ambientales existen efectos de estratificación que afectan la turbulencia y pueden modificar el flujo secundario. En las corrientes de turbidez, por ejemplo, en la escala microscópica la estratificación modula la turbulencia y en la escala macroscópica la estratificación modula la fuerza impulsora del flujo. El objetivo de este trabajo es analizar de forma aislada el efecto macroscópico de la estratificación sobre el flujo secundario modelando el forzado no homogéneo con un gradiente de presión no uniforme lineal en la dirección vertical. Resultados de simulaciones numéricas directas (DNS, por Direct Numeric Simulations) muestran una pérdida de simetría del flujo medio principal con respecto al eje medio horizontal y un desplazamiento de las posiciones de los valores máximos de velocidad hacia la pared inferior del ducto. En el flujo secundario se observa que los vórtices superiores se extienden hacia la zona central de la sección impactando en la distribución del esfuerzo de corte en las paredes. Los resultados muestran modificaciones en los valores rms de las velocidades que indican una atenuación de la turbulencia en la mitad inferior de la sección.
机译：摘要在直的矩形截面管道中产生二次流完全是由于湍流引起的。在许多环境流中，存在分层效应，这些分层效应会影响湍流并改变次级流。例如，在浊流中，分层在微观尺度上调节湍流，而在宏观尺度上分层则调节流体的驱动力。这项工作的目的是以一种孤立的方式分析分层对次要流动的宏观影响，对在垂直方向上具有线性非均匀压力梯度的非均匀强迫进行建模。直接数值模拟的结果（DNS，用于直接数值模拟）显示了相对于水平平均轴的主要平均流量的对称性损失以及最大速度值的位置向管道下壁的位移。在二次流中，观察到上部涡流向截面的中心区域延伸，影响了剪应力在壁中的分布。结果表明速度的均方根值发生了变化，这表明该部分下半部分的湍流减弱了。

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