谱空间中正压湍流大涡模拟的显式滤波
流体动力学
2014-04-08 v1
摘要
研究并比较了谱空间中旋转球面上湍流正压流的大涡模拟 (LES) 中的显式滤波与隐式滤波。在此，将平滑滤波器应用于旋转球面上的无散正压涡度方程 (BVE)，以将流场划分为解析尺度 (RS) 运动和亚滤波尺度 (SFS) 运动。利用近似反卷积模型 (ADM) 在理论上重构了部分 SFS 运动。而未重构的部分由亚格子尺度 (SGS) 运动组成，需要单独建模。为了单独研究显式滤波的效果，未使用任何 SGS 模型。结果表明，显式滤波能准确追踪旋转球面上二维湍流中相干结构的演化，而隐式滤波则不能。结果还表明，与隐式滤波相比，显式滤波改善了总动能和总拟涡度随时间变化的结果，以及能谱随波数的变化。尽管显式滤波比隐式滤波计算成本更高，但它提高了计算的准确性并改善了结果，特别是在相干结构位置方面，这是气候和天气应用的大气流动 LES 中特别重要的主题。
引用
@article{arxiv.1404.1423,
title = {Explicit Filtering in Large Eddy Simulation of Barotropic Turbulence in Spectral Space},
author = {Leila N. Azadani and Anne E. Staples},
journal= {arXiv preprint arXiv:1404.1423},
year = {2014}
}