OpenFOAM 中用于大涡模拟的最小耗散模型——关于槽道流、周期山丘与圆柱绕流的研究
流体动力学
2023-09-11 v1
摘要
最小耗散模型被应用于湍流槽道流（直至 ）、雷诺数 的圆柱绕流，以及 的周期山丘流动。数值模拟在 OpenFOAM 中执行，该软件基于有限体积法离散偏微分方程。我们在 OpenFOAM 的结构化网格上同时使用保对称离散格式与标准二阶精度离散方法。结果与 DNS 及实验数据进行比较。槽道流结果主要表明，静态 QR 模型与动态模型表现相当，同时降低了计算成本。模型常数 给出最精确的预测，且亚格子模型的贡献随网格分辨率提高而减小，若使用细网格则变得非常小（小于 0.2 倍分子黏度）。此外，QR 模型能够在无需壁面阻尼函数的情况下准确预测直至 的均值与均方根速度。在 时，保对称离散优于标准 OpenFOAM 离散。圆柱绕流结果表明，平均速度、阻力系数与升力系数与实验数据吻合良好。采用 QR 模型的保对称格式给出了最佳结果。针对周期山丘流动的各项对比表明，在 OpenFOAM 中需将保对称离散或中心差分格式与最小耗散模型结合使用。模型常数 再次为最优。
引用
@article{arxiv.2309.04415,
title = {Minimum-dissipation model for large-eddy simulation in OpenFoam -A study on channel flow, periodic hills and flow over cylinder},
author = {Jing Sun and Roel Verstappen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2309.04415},
year = {2023}
}