基于自适应网格细化 (AMR) 方法对云态湍流流动的蒙面实验
流体动力学
2024-09-05 v1
摘要
不稳定的云态湍流流动对水力机械如泵和螺旋桨的效率造成不利影响，原因是振动、噪声和侵蚀损伤等副作用。对这种不稳定且高度湍流的流动进行建模仍是一个具有挑战性的难题。本文采用 Detach Eddy Simulation (DES) 模型结合 Merkle 模型计算 venturi 中的云态湍流。采用自适应网格细化 (AMR) 方法加快计算速度，并探讨了venturi中涡旋发展的机制。结果表明，速度梯度和广义流体元件对整个湍旋循环中的涡旋形成具有强烈影响。此外，通过与高保真实验数据比较并使用 profile 水平站点，研究了湍旋-湍流耦合的局部尺度。虽然 AMR 计算能够较好地预测venturi近 throat 区域的时间平均速度和湍流相关方面，但在下游区域由于网格细化不足，显示出与传统网格仿真之间的差异。此外，AMR 计算无法再现实验中观察到的空洞宽度。因此，尽管 AMR 能够通过仅在感兴趣区域细化网格来显著加快计算速度，但在湍流-湍流耦合方面仍与传统计算持平。该研究旨在为采用 AMR 作为加速计算工具并能够准确模拟湍流-湍流相互作用提供参考。
引用
@article{arxiv.2409.02369,
title = {Investigation of cloud cavitating flow in a venturi using Adaptive Mesh Refinement (AMR)},
author = {Dhruv Apte and Mingming Ge and Olivier Coutier-Delgosha},
journal= {arXiv preprint arXiv:2409.02369},
year = {2024}
}