球面谱空间中正压湍流的大涡模拟
流体动力学
2016-04-27 v1
摘要
大气环流模型的数值模拟受限于其有限的空间分辨率，因此大涡模拟 (LES) 是研究这些模型的首选方法。在 LES 中，对流场应用低通滤波器以分离大尺度和小尺度运动。在隐式滤波 LES 中，计算网格和离散化方案被视为低通滤波器，而在显式滤波 LES 方法中，滤波过程与网格和离散化算子分离，从而允许更好地控制数值误差。本文旨在研究并比较谱空间中大气环流模型的隐式滤波和显式滤波 LES。为实现这一目标，我们给出了球面上正压大气环流模型在谱空间中的隐式滤波和显式滤波 LES 的结果，并将它们与直接数值模拟 (DNS) 获得的结果进行了比较。我们的研究表明，尽管在计算总动能和总拟涡能等一些积分量时，隐式滤波 LES 和显式滤波 LES 的结果与 DNS 结果显示出同样良好的一致性，但显式滤波产生的能谱与 DNS 结果的一致性更好。更重要的是，显式滤波能够随时间捕捉相干结构的位置，而隐式滤波则不能。
引用
@article{arxiv.1404.1973,
title = {Large Eddy Simulation of Turbulent Barotropic Flows in Spectral Space on the Sphere},
author = {Leila N. Azadani and Anne E. Staples},
journal= {arXiv preprint arXiv:1404.1973},
year = {2016}
}
备注
arXiv admin note: substantial text overlap with arXiv:1404.1423