基于内嵌间断伽辽金方法的压缩流隐式大涡模拟

我们提出一种用于模拟转捩湍流的高阶隐式大涡模拟（ILES）方法。该方法包含用于离散可压缩Navier-Stokes方程的内嵌间断伽辽金（IEDG）方法，以及用于求解所得非线性方程组的并行预条件Newton-GMRES求解器。IEDG方法源于嵌入间断伽辽金（EDG）方法与可杂交间断伽辽金（HDG）方法的结合。因此，IEDG方法继承了EDG与HDG两者的优点，使其非常适合于湍流模拟。我们提出一种最小残差Newton算法来求解由Navier-Stokes方程IEDG离散化产生的非线性系统。预条件GMRES算法基于受限加性Schwarz（RAS）预条件子，并结合子域层面的块不完全LU分解。所提方法应用于NACA 65-(18)10压气机叶栅在设计与非设计工况下、雷诺数250,000的转捩湍流ILES。高阶ILES结果与用二阶有限体积代码离散的亚网格尺度LES模型良好吻合，同时使用的自由度显著更少。本工作表明，无需SGS模型预测转捩湍流时，高阶精度是关键。