通过直接逼近过滤化 advection 项实现大涡模拟中的一致闭合建模
流体动力学
2026-03-17 v1 计算物理
摘要
本文针对大涡模拟 (LES) 框架中普遍被忽视的概念性不一致性问题进行研究，即常用 advection 项在过滤 Navier-Stokes 方程中引入的波数高于过滤方程定义所允许的范围。这一不一致性是为何需要 flux limiters、稳定项或去卷积 (dealiasing)，以及 LES 解通常呈现网格依赖性的原因。我们推导了基于无穷级数展开的精确表达式，该表达式在滤波宽度的不同阶数上逐项递增。我们表明，仅截断前几项即可得到与过滤化 advection 项高度相关的表达式，从而构成合适的 LES 模型。通过衰减湍流和湍流剪切流的后验研究，我们表明，对过滤化 advection 项的此类逼近方法能改善动能谱和过滤速度相关性，优于经典 LES 方法。
关键词
引用
@article{arxiv.2603.15069,
title = {Consistent closure modeling in large eddy simulations by direct approximation of the filtered advection term},
author = {Max Hausmann and Berend van Wachem},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.15069},
year = {2026}
}