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高瑞利数下瑞利-贝纳尔对流的变分多尺度大涡模拟

计算物理 2020-05-21 v1

摘要

采用变分多尺度(VMS)格式建立基于残差的VMS大涡模拟(LES)模型,用于瑞利-贝纳尔对流。所得模型为一种混合模型,结合了VMS模型与涡黏模型。本工作中采用壁面自适应局部涡黏(WALE)模型作为涡黏模型。新的LES模型在有限元代码Drekar中实现。模拟采用连续分段线性有限元进行。模拟的瑞利数范围从 Ra=106Ra = 10^6Ra=1014Ra = 10^{14},并在 Pr=1Pr = 1Pr=7Pr = 7 下进行。考虑了两个域:长宽比为2的二维平行板间受限流体域,以及长宽比为 1/41/4 的三维圆柱域。将VMS结果的努塞尔数同三维直接数值模拟与实验进行比较。在所有情况下,VMS结果均与现有文献吻合良好。

关键词

引用

@article{arxiv.2005.10153,
  title  = {High Rayleigh number variational multiscale large eddy simulations of Rayleigh-B\'{e}nard Convection},
  author = {David Sondak and Thomas M. Smith and Roger P. Pawlowski and Sidafa Conde and John N. Shadid},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2005.10153},
  year   = {2020}
}

备注

9 pages, 6 figures. Submitted to Mechanics Research Communications