Turbulencia y ondas acusticas en flujos compresibles

J. CERRETANI, P. DMITRUK

Buenos Aires

Congreso; AFA 2018 - Reunion Anual de la Asociacion Fisica Argentina; 2018

En este trabajo se llevaron a cabo simulaciones num ́ericas directas de las ecuaciones de fluidos compresiblesen reg ́ımenes turbulentos. Se estudiaron los efectos dominantes en el fluido; ya sea dominado por fen ́omenospuramente turbulentos o por la generaci ́on de sonido en el mismo. Estudios previos sugieren que puedenocurrir tres tipos distintos de turbulencia en el l ́ımite de n ́umero de Mach bajo, en flujos politr ́opicos.La distinci ́on entre estos tipos de turbulencia se investiga aqu ́ı aplicando diferentes tipos de forzados. Seutilizan escalas din ́amicas de las fluctuaciones de densidad, comparaci ́on de la relaci ́on de las fluctuacionesde velocidad transversales a las longitudinales y descomposici ́on espectral de las fluctuaciones para distinguirla naturaleza de estas soluciones de numero de Mach bajo. A partir del estudio de los espectros espacio-temporales y tiempos de correlaci ́on cuantificamos la contribuci ́on de las ondas a la energ ́ıa total del sistema.Adem ́as, en la din ́amica de un flujo compresible se consideran tres tiempos de correlaci ́on asociados: eltiempo no-lineal de interacci ́on local entre escalas, el tiempo de barrido o no-local de escalas grandes sobreescalas chicas, y el tiempo asociado a ondas ac ́usticas (sonido). Se observ ́o que los tiempos de correlaci ́onpresentan, para un forzado incompresible, un cambio de comportamiento para n ́umeros de onda (k) ?altos?donde en los mismos predominan los tiempos asociados de barrido, mientras que para k ?chicos? dominael tiempo asociado a ondas ac ́usticas. Este cambio de comportamiento depende fuertemente del n ́umerode Mach utilizado. Por ́ultimo se estudiaron las fluctuaciones de densidad y velocidad y como escalan conel n ́umero de Mach y se analizaron sus resultados con los antecedentes te ́oricos de Klainerman, Majda yKraichnan.