一种统一的准谱黏性方法：用于激波捕捉与大涡模拟
流体动力学
2022-04-13 v2 计算物理
摘要
准谱黏性（QSV）方法是一种用于滤波可压缩纳维-斯托克斯方程高阶有限差分离散化的新型封闭模型，能够在单一数学框架下统一动态亚滤波尺度（SFS）建模与激波捕捉。其创新之处在于，通过利用滤波操作的残差，引入了一种类谱 SFS 耗散项的物理空间实现，达成两个目标：（1）估计网格截断附近已求解解的能量；（2）对附加耗散的谱分布施加平台-尖峰形状。QSV 方法已在多种流动中进行了测试，以展示其可互换地充当以下角色的能力：在 Shu-Osher、激波/涡旋或激波/壁面相互作用问题中作为激波捕捉方法；或在亚音速泰勒格林涡（TGV）以及超音速/高超声速湍流通道流动中作为 SFS 封闭模型。在这些测试案例中，与以往的涡粘性封闭模型和激波捕捉方法相比，QSV 表现良好。在同时展现激波/湍流相互作用的超音速 TGV 流动案例中，单独使用 QSV 优于简单叠加针对 SFS 湍流和激波的分离数值处理方法。QSV 独立模拟激波和湍流以及同时模拟两者的综合能力，有效地实现了激波捕捉与大涡模拟的统一。
引用
@article{arxiv.2111.01929,
title = {A unified Quasi-Spectral Viscosity (QSV) approach to shock capturing and large-eddy simulation},
author = {Victor C. B. Sousa and Carlo Scalo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2111.01929},
year = {2022}
}
备注
22 Figures; Accepted by the Journal of Computational Physics