Riassunto analitico
Lo studio di questa tesi si concentra sul moto piano turbolento di Couette, esaminato attraverso simulazioni numeriche dirette utilizzando il codice sorgente XCompact3D. Questo risolve le equazioni di Navier-Stokes incomprimibili ricorrendo a schemi compatti del sesto ordine per la discretizzazione spaziale.
L'obiettivo principale della tesi è di riprodurre fedelmente questo flusso turbolento e confrontare i risultati ottenuti con quelli presenti nella letteratura scientifica, analizzando in particolare i profili di velocità media, le fluttuazioni del campo di velocità e i termini presenti nell'equazione di bilancio dell'energia cinetica turbolenta.
Nell’indagine condotta, la simulazione viene inizializzata con un numero di Reynolds (Re) pari a 6000, calcolato sulla base della velocità della piastra superiore e metà altezza del canale, come avviene nella ricerca di Moon Joo Lee \cite{Lee}.
Il motivo dietro la scelta di studiare il moto piano turbolento di Couette è la sua importanza nel campo della fluidodinamica, poiché fornisce un modello essenziale per comprendere i fenomeni turbolenti in flussi a parete. Questo lavoro servirà come base per indagini future per valutare l'impatto della rugosità, che verrà applicata sulla piastra inferiore, sulle strutture vorticose presenti nel flusso, contribuendo così alla comprensione delle interazioni complesse tra la superficie solida e il flusso turbolento.
|
Abstract
The focus of this thesis is on the turbulent planar Couette flow, examined through direct numerical simulations using the XCompact3D source code. This code solves the incompressible Navier-Stokes equations using sixth-order compact schemes for spatial discretization.
The main objective of the thesis is to faithfully reproduce this turbulent flow and compare the results obtained with those found in the scientific literature, particularly analyzing the profiles of mean velocity, fluctuations in the velocity field, and terms present in the turbulent kinetic energy balance equation.
In the conducted investigation, the simulation is initialized with a Reynolds number (Re) of 6000, calculated based on the velocity of the upper plate and half of the channel height, as done in Moon Joo Lee's research (Lee, 20XX).
The reason behind the choice of studying turbulent planar Couette flow lies in its significance in the field of fluid dynamics, as it provides an essential model for understanding turbulent phenomena in wall-bounded flows. This work will serve as a foundation for future investigations to assess the impact of roughness, which will be applied to the lower plate, on the vortical structures present in the flow, thereby contributing to the understanding of complex interactions between the solid surface and turbulent flow.
|
