高速热传递的大涡模拟壁面建模
流体动力学
2021-05-27 v1
摘要
普适壁面标度的实际应用之一是近壁湍流建模。本文利用温度的半局地标度[Patel, Boersma, and Pecnik, {Scalar statistics in variable property turbulent channel flows}, Phys. Rev. Fluids, 2017, 2(8), 084604]推导了用于高速流壁面建模大涡模拟的涡传导率封闭模型。我们展示，尽管半局地标度未能使高速直接数值模拟（DNS）数据塌缩，所得涡传导率与壁面模型仍相当有效。本文试图回答以下悬而未决的问题：为何半局地标度失效而所得涡传导率表现良好。我们在马赫数至6范围内开展库埃特流DNS，并在能量方程中加入源项以获得冷壁、近绝热壁与热壁。对流动能量收支的详细分析表明，气动加热即为该问题的答案：Patel等人的半局地标度未考虑气动加热，而平衡壁面模型对其进行了建模。我们将气动加热纳入半局地标度，并显示新标度成功塌缩高速DNS数据。我们还表明，无论是否纳入气动加热，半局地标度给出完全相同的涡传导率，从而回答了该悬而未决的问题。
引用
@article{arxiv.2105.12285,
title = {LES wall modeling for heat transfer at high speeds},
author = {Peng E. S. Chen and Yu Lv and Haosen H. A. Xu and Yipeng Shi and Xiang I. A. Yang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2105.12285},
year = {2021}
}
备注
24 pages, 13 figures