Simulación del flujo en torno a un vehículo tipo Hatchback con modelos de turbulencia híbridos tipo DDES (2022)
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.