avanze de trabajo modelo de turbulencia SST para alabes

1. CARATULA
TITULO
Estudioen Alabes por el Modelode Turbulenciaen inter alabes por
Vorticidad
1-INTRODUCCION
Para obtener un perfil de álabe de turbo máquinas que optimice
eficiencias, partiremos de perfiles existentes que aceptan
variaciones en el desprendimiento de vórtices .
Se hará uso de la dinámica computacional para analizar el
comportamiento de un fluido en régimen turbulento en un perfil
NACA0009 con las modificaciones realizadas por Donaldson R.M.
en 1956 .Donde el modelo de turbulencia a usar será el SST del
que se garantizará resultados aceptables.
2-OBJETIVOS
 El trabajo se ha centrado en los resultados obtenidos en
unos puntos y líneas monitorizados del perfil del álabe en la
capa límite y en la zona de salida del flujo, donde se han
recogido datos de integrales de velocidad, fuerzas de
empuje y arrastre, desprendimiento de vórtice y presiones.
 Analizar que sucede con la capa limite en inter alabes por
medio del criterio de verticidad

2. 3- Estudio en alabes con modelo de turbulencia
Que es un alabe?
Es la paleta curva de una turbomáquina o máquina de fluido rotodinámica.
desvían el flujo de corriente, bien para la transformación entre energía
cinética y energía de presión por el principio de Bernoulli. Una rejilla de
álabes es un arreglo de álabes uno al lado del otro
Hablemos del desprendimiento de vórtice

3. Estructura del desprendimiento de vórtices en la estela de un
álabe
Base del estudio
• Capa limite

4. • Frecuencia natural
Si la frecuencia de la fuente emisora coincide con dicha
frecuencia naturaldel resonador seproduce resonancia.
Alcanzadoseuna amplitud mayor; lo que genera resonancia, que
ocasionará rupturas en los componentes del sistema acelerado.
Figura.Gráficode laamplitudcuandohayfenómenode resonancia
• Perfil NACA009:este perfil, el 00 indica que no tiene inclinación y
el 09 determina que la superficiede sustentación tiene un espesor
del 9% acordecon la longitud.

5. • Perfil Donaldson
Reduce la vibración en comparación con otros perfiles con diferente
geometría en la salida
Figura Perfiles de salida de álabes estudiados por Donaldson
Figura. Perfil utilizado para realizar la calibración del modelo de
turbulencia

6. Figura.Geometría 2D del perfil Donaldson
Ecuaciones fundamentales
• Ecuación de continuidad
• Ecuación de momento(navier-Stokes)
Modelos de Turbulencia
El régimen turbulento secaracteriza por su baja difusión de momento,
alta convección y cambios espacio-temporales rápidos de presión y
velocidad, lo que lo hace complejo de calcular.
El análisis diferencial modelizara los puntos del perfil donde se resuelven
las ecuaciones de mecánica de fluidos en cada espacio de tiempo y
obtener resultados próximos a lo real.
Modelo trans SSST
Utiliza la formulación basada en el modelo de turbulencia k-ωen el
interior de la capa límite. Se usa modelo de turbulencia k-𝜀 en las zonas
donde la corriente fluye libremente añadiendo dos ecuaciones de
transporteque modelan la energía cinética de turbulencia y los criterios
de entrada durante la transición de flujo laminar a turbulento.
La ecuación de transportepara la intermitencia γ sedefine como:

7. Donde:
Dondelas formulas auxiliares y
coeficientes son:
DondeS es la magnitud de la velocidad de deformación, Flength es una
correlación empírica que controla la longitud de la zona de transición, y
𝐶𝑎1 y 𝐶𝑒1 son constantes 2 y 1 respectivamente. La
destrucción/relaminarización sedefine como:
DondeΩ es la magnitud de vorticidad. El inicio de la zona de transición se
controla mediante las siguientes expresiones:

8. Escriba aquí la ecuación.
Dondey es la distancia a la pared, Reθc es el número de Reynolds crítica
donde la intermitencia empieza a incrementar en la capa límite.Las
constantes para la ecuación de intermitencia son:
La ecuación de transporte para el espesor del momento de
transición del número de Reynolds Rêθt es:
El termino inicial se define

9. Las constantes para la ecuación Rêθt son:
Se pueden encontrar otras correlaciones empíricas, por ejemplo
la intensidad de turbulencia local viene dada por la ecuación:
k:energía cinética de turbulencia
Las modificaciones implantadas a la separación inducida de la zona de
transición son:
El modelo de transición interactúa con el modelo de turbulencia

10. β* será modificado para la calibración del modelo:
El decaimiento de la energía cinética de turbulencia sereescribe en
términos de intensidad de turbulencia (Tuinlet)
La viscosidad turbulenta
s:velocidad de deformación
α* :constantede valor 1