用于可压缩壁面有界流直接数值模拟的时间慢增长公式
流体动力学
2017-08-16 v1
摘要
我们开发了一种用于壁面有界湍流直接数值模拟 (DNS) 的新的慢增长公式，并证明其能够将慢增长建模概念扩展至复杂边界层流动。与先前的慢增长方法一样，该公式假设湍流的快尺度与诸如平均流等统计量的慢演化之间存在尺度分离。这种分离使得能够发展这样的方法：湍流的快尺度被直接模拟，而由慢演化提供的强迫被建模。所得模型在流向允许周期性边界条件，从而避免了空间发展模拟通常伴随的极长流域和复杂入流条件需求。此外，它使得高效傅里叶数值方法得以使用。与先前方法不同，本方法基于时间演化的边界层，并专门定制以给出用于 RANS 湍流模型校准和验证的结果。时间均匀化的使用简化了建模，使得能够直接扩展至具有复杂特征（包括冷壁和吹气壁）的流动。为生成用于 RANS 模型校准和验证的有用数据，我们特别注意确保平均慢增长强迫关于标准 RANS 模型中出现的平均量及其他量封闭，从而保证典型的 RANS 闭合与慢增长问题所需的额外闭合之间不存在混淆。该方法的性能在两个问题上得到展示：一个本质不可压缩、零压力梯度边界层，以及一个在具有壁面渗流的冷却壁面上的跨音速边界层。
引用
@article{arxiv.1704.04513,
title = {A Temporal Slow Growth Formulation for Direct Numerical Simulation of Compressible Wall--Bounded Flows},
author = {Victor Topalian and Todd A. Oliver and Rhys Ulerich and Robert D. Moser},
journal= {arXiv preprint arXiv:1704.04513},
year = {2017}
}