0x
005805
2024-10-25

B2.4 Navier Stokes médios de Reynolds - RANS/URANS

Os modelos RANS (Reynolds-Averaged Navier-Stoke) são amplamente utilizados nas áreas da engenharia de vento e modelar turbulências em todas as escalas de comprimento. A abordagem base consiste em dividir a velocidade numa flutuação média e numa flutuação turbulenta. As incógnitas adicionais resultantes são "fechadas" através da média e das equações suplementares. Dentro da família RANS, é feita uma distinção entre os modelos algébricos simples, que tratam a turbulência como viscosidade local e os modelos de uma ou duas equações mais utilizados. Este último resolve as equações de transporte adicionais para a energia cinética e a taxa de dissipação. Abordagens mais complexas, tais como os métodos anisotrópicos de tensões de Reynolds, são menos utilizados na prática.

Os modelos de duas equações, em particular o modelo k-ε e as suas variantes, bem como o método k-ω ou o método SST (Transferência de tensão de corte), são os mais utilizados devido ao seu equilíbrio entre esforço computacional, qualidade dos resultados, e complexidade da calibração. Os modelos RANS clássicos procuram pelo equilíbrio estacionário do problema de turbulência e também podem ser aplicados em duas dimensões espaciais, ao contrário dos métodos LES, se o problema o permitir.

Para ter em conta as alterações temporais, foram desenvolvidas variantes URENAS (RaNS Instável), introduzindo um termo transitório com intervalos de tempo variáveis. Esta abordagem, no entanto, requer especial cuidado, uma vez que a média implícita ao longo de todas as escalas de tempo dificulta a avaliação da precisão temporal e pode suprimir efeitos não estacionários.