壁面约束跨临界湍流的非耗散大涡模拟
流体动力学
2024-10-30 v1
摘要
基于最近提出的用于跨临界壁面约束湍流的非耗散大涡模拟框架，进行了后验分析。由于此类流动的复杂性，离散化需要采用动能和压力平衡保持格式，以实现稳定且非耗散的尺度解析模拟。在此框架基础上，目标是：(i) 计算高压跨临界湍流通道流的壁面解析和壁面模化大涡模拟，以及 (ii) 评估其相对于直接数值模拟的热流体性能。为此，考虑了三种不同的亚格子应力张量模型，以及用于滤波压力输运方程和状态方程中未解析尺度的模型。在壁面模化方面，评估了基于“标准壁面律”和速度-温度耦合方法的模型。结果表明，对于壁面解析方法，所考察的亚格子应力张量模型与时间平均的速度和温度参考剖面略有偏差。在总体性能方面，发现努塞尔数和表面摩擦系数分别在冷壁和热壁处被相对较好地捕捉。同时，传热现象，特别是沿壁面法向的普朗特数和热通量趋势，得到了相当好的再现。此外，壁面模化策略改善了一阶统计量的恢复，尽管它们未能达到对数律区的剖面。然而，它们增强了壁面度量指标和热通量预测。因此，结论是，研究界需要付出专门的努力来提高现有亚格子和壁面模型对壁面约束跨临界湍流的预测精度。
引用
@article{arxiv.2410.22279,
title = {Non-dissipative large-eddy simulation of wall-bounded transcritical turbulent flows},
author = {M. Bernades and F. Capuano and F. Duchaine and L. Jofre},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.22279},
year = {2024}
}