一种生成具有任意谱的非均匀各向异性湍流的高效低散度方法
流体动力学
2024-04-10 v2
摘要
本文提出了一种生成非均匀各向异性湍流的无散度方法。基于相关重构的思想，该方法利用Cholesky分解矩阵重建湍流相关函数，避免了传统方法中坐标变换所需在每个位置求解特征值和特征向量的耗时过程，从而降低了计算复杂度，提高了生成合成湍流的效率。通过调整特定随机向量的生成策略，该基于经典谱方法（广泛用于生成均匀各向同性湍流）的方法，在实际应用中能以几乎不增加额外计算负担的方式，获得散度水平相对较低的非均匀各向异性湍流。此新方法有两个版本：移位器版本和反相器版本。两个版本均高效、易于实现，且兼容高性能计算。该方法适用于为大规模网格数的尺度解析湍流模拟（如直接数值模拟或大涡模拟）提供高质量的初始或边界条件，可基于各种开源CFD代码或常用商业CFD软件快速实现。
引用
@article{arxiv.2301.05363,
title = {An efficient and low-divergence method for generating inhomogeneous and anisotropic turbulence with arbitrary spectra},
author = {Hao Guo and Peixue Jiang and Yinhai Zhu and Lin Ye},
journal= {arXiv preprint arXiv:2301.05363},
year = {2024}
}