基于粗网格大涡模拟的差动加热腔体内子网格尺度建模研究
流体动力学
2021-10-04 v1 计算物理
摘要
在瑞利数 Ra=1E9 的热驱动三维腔体流动模拟中，测试了两种广泛使用的子网格尺度模型：标准 Smagorinsky 模型与动态 Smagorinsky 模型。本研究的主要焦点是子网格尺度模型对粗网格的响应，以及它们在网格分辨率低于普遍接受的 LES 标准时预测热驱动三维腔体流动的能力。该研究的动机是探究壁面受限侧墙加热腔体内颗粒流的可行建模策略。由于 URANS 与混合 RANS-LES 模型因层流化而无法产生建模能量，替代方案是在粗网格上应用 LES。以定量的方式，将一阶与二阶矩统计量与文献中的参考 LES 及实验数据库进行了对比。对于一阶矩统计量，两种模型均能全局较好地预测流场。然而对于高阶矩，在相同网格分辨率下动态模型优于标准 Smagorinsky 模型。在定性方面，我们给出了温度场与速度场的等值线以及近壁湍流相干结构。流动量的结果在全局上与参考 LES 及实验测量值非常吻合，且仅需常规 LES 所需的一小部分 CPU 算力。
引用
@article{arxiv.2110.00389,
title = {On sub-grid scale modeling in a differentially heated cavity using coarse large eddy simulation},
author = {M. A. Sayed and A. Dehbi and M. Hadžiabić and B. Ničeno and K. Mikityuk},
journal= {arXiv preprint arXiv:2110.00389},
year = {2021}
}