¿Cuáles son los desafíos actuales y emergentes en el campo de la dinámica de fluidos computacional (CFD)?

En el campo de la dinámica de fluidos computacional (que se encuentra en el campo más amplio “dinámica de fluidos”), todavía hay varios desafíos que aún no se han superado.

Por ejemplo, es muy común usar la aproximación de Eddy grande (LES), donde los fenómenos a pequeña escala se simplifican y solo se calculan los fenómenos a mayor escala (los remolinos grandes). Otro enfoque, llamado DNS (simulación numérica directa), básicamente, trata de calcular las ecuaciones de Navier-Stokes directamente. Sin embargo, esto da como resultado una enorme cantidad de variables que deben resolverse. Esto requiere un poder computacional que aún no es factible para problemas algo grandes.

Por ejemplo, la siguiente simulación se realiza usando LES:

Análisis LES de flujo alrededor de un cilindro

  • Interacción de estructura fluida
  • Flujo multifásico y transferencia de calor.
  • Modelado numérico de combustión (interacción química de turbulencia)
  • Magneto-hidrodinámica
  • Acoplamiento termoeléctrico en módulos de batería (calentamiento de dispositivos de almacenamiento de energía)
  • Modelado de flujos de gas enrarecidos (simulación directa Monte Carlo)

Modelar el flujo turbulento es bastante desafiante. La gran simulación de Eddy (LES) y la simulación de Eddy independiente (DES) son algunos de los temas desafiantes recientes sobre el modelado del flujo turbulento en CFD.