基于高阶不连续 Galerkin 求解器的显式与隐式大尺度湍流模拟比较：应用于 Formula 1 前翼
数值分析
2024-02-20 v1 计算工程、金融与科学
数值分析
摘要
本文探讨了在高阶不连续 Galerkin 求解器 Horses3D 框架下的两种大尺度湍流模拟（Large Eddy Simulation, LES）方法。该研究聚焦于代表式 Formula 1 前翼的倒置多元翼型在地面作用下（即 2.5D Imperial 前翼截面）的情形，比较了两种 LES 方法的优势与局限。显式 LES 采用 Vreman 模型，其能适应层流、过渡和湍流 regimes。数值格式采用节点基函数和高斯点。隐式 LES 不需要显式湍流建模，而依赖于离散方案。我们采用 Kennedy-Gruber 熵稳定格式以增强在欠分辨模拟中的稳定性，因为我们在离散层面恢复了诸如熵守恒等连续属性。该格式采用高斯-洛布塔点，这会降低积分精度，但允许在显式时间积分中使用更大的时间步长。我们将结果与 Nektar++ [1] 对比，表明两种 LES 技术都能提供与参考值良好一致的结果。隐式 LES 表现出更好地捕捉过渡现象，并在迭代成本相似的情况下实现更大的时间步长。我们得出结论，这种隐式 LES 格式对于复杂模拟非常有吸引力。
引用
@article{arxiv.2402.10913,
title = {A comparative study of explicit and implicit Large Eddy Simulations using a high-order discontinuous Galerkin solver: application to a Formula 1 front wing},
author = {Gerasimos Ntoukas and Gonzalo Rubio and Oscar Marino and Alexandra Liosi and Francesco Bottone and Julien Hoessler and Esteban Ferrer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2402.10913},
year = {2024}
}