Titolo
Simulazione a Grandi Vortici per la Turbolenza

Responsabili
Carlo Cercignani (MOX). e-mail: carlo.cercignani@polimi.it
Antonella Abbà (MOX). e-mail: antonella.abba@polimi.it
Lorenzo Valdettaro (MOX). e-mail: lorenzo.valdettaro@polimi.it

Descrizione
L'ambito della ricerca è lo studio numerico di correnti turbolente mediante la tecnica della Simulazione a Grandi Vortici (Large Eddy Simulation, o LES).

Nella LES, le equazioni di Navier-Stokes vengono risolte usando una griglia computazionale intermedia tra la scala dissipativa e le grandi scale. Nel processo di filtraggio delle equazioni di Navier-Stokes sulla scala della griglia computazionale compare un nuovo termine, la divergenza del tensore degli sforzi sottogriglia, che deve essere modellato.

In questo progetto viene analizzato il comportamento dei modelli di turbolenza più recenti (modelli dinamici, modelli dinamici misti, modelli anisotropi) per flussi in configurazioni semplici, quali il canale piano, i getti coassiali e la convezione alla Bénard, per i quali si dispone di risultati sperimentali e di simulazioni dirette con cui confrontarsi.

I comportamenti caratteristici del tensore degli sforzi turbolenti risolto vengono studiati in due modi:

• mediante tests "a priori" su campi ottenuti mediante simulazioni numeriche dirette (o DNS). Vengono ricavati in particolare i coefficienti di correlazione e le proprieta' di allineamento tra il tensore degli sforzi modellato e quello esatto ottenuto mediante filtraggio dei valori forniti dalla DNS sulla griglia LES, e vengono valutate le caratteristiche di trasferimento di energia (dissipazione e backscatter) dei modelli.
• mediante tests "a posteriori", in cui i risultati delle simulazioni numeriche a grandi vortici vengono confrontati con risultati sperimentali o con risultati di simulazioni dirette.

• individuazione dei modelli migliori e loro ulteriore sviluppo
• Simulazione di flussi di interesse scientifico e/o industriale