一种用于大涡模拟来流的控制强迫并发前置方法

随着大涡模拟技术应用的增多，在来流边界生成真实湍流对模拟精度至关重要。本工作提出的控制强迫并发前置方法(CFCPM)将现有的并发前置方法与平均流强迫方法相结合，并对控制强迫方法进行了新的扩展，主要用于(但不排他地)需要周期边界条件的区域以施加湍流来流边界条件。湍流来流边界条件通过向主模拟动量方程添加一体力区域来施加，该体力将前置模拟传输到主域中。控制强迫平面作为添加到前置模拟中垂直于流动的平面上的动量方程的体力发挥作用，允许施加特定的雷诺应力张量和平均速度。平均流控制强迫方法仅修改平均速度剖面，保持脉动速度场不变。所提出的脉动流控制强迫方法将原始控制强迫方法的应用扩展到多个脉动速度分量，并耦合其计算以放大前置流场中存在的现有脉动，从而可以复现规定的各向异性雷诺应力张量。新方法在高雷诺数壁面安装立方体上的湍流边界层流动和低雷诺数后向台阶上的湍流边界层流动上进行了测试。研究发现，与不使用控制强迫以及仅使用原始控制强迫方法相比，所提出的控制强迫方法的新扩展减少了这里考虑的两种测试案例的发展时间。