基于 OpenFOAM 中保对称离散的最小耗散大涡模拟模型
流体动力学
2023-11-03 v1 数学物理
math.MP
摘要
最小耗散模型被应用于通道流（直至 ）、圆柱绕流（）以及周期性山丘流（）。数值仿真基于有限体积法在 OpenFOAM 中执行。我们在结构化网格上使用了 OpenFOAM 中的保对称离散与标准二阶精度离散方法。结果与 DNS 及实验数据进行比较。通道流结果表明，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 给出最准确预测，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 模型无需壁面阻尼函数即可准确预测直至 的均值与均方根速度。在 时，保对称离散优于 OpenFOAM 标准离散。圆柱绕流结果表明，均值速度、阻力系数与升力系数与实验数据吻合良好，且配合 QR 模型的中心差分格式预测结果更优。针对周期性山丘流的多项对比表明，在 OpenFOAM 中需将中心差分格式与最小耗散模型结合使用。最佳模型常数同样为 。单台风力机仿真显示，QR 模型能够在复杂旋转场景中预测准确结果。
引用
@article{arxiv.2311.01360,
title = {Minimum-dissipation model for large-eddy simulation using symmetry-preserving discretization in OpenFOAM},
author = {J Sun and R. W. C. P Verstappen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.01360},
year = {2023}
}
备注
6 pages; 12 figures; ETMM14 conference paper. arXiv admin note: substantial text overlap with arXiv:2309.04415