POD 模态增强的壁面模型及其在非平衡条件流动中的应用
流体动力学
2023-12-05 v2
摘要
本文将模态分析获得的见解用于预测性大涡模拟（LES）壁面建模。具体而言，我们基于应用于二维湍流通道的一维本征正交分解（POD），通过一个附加模态对壁面律进行了增强。所构建的壁面模型包含两个模态，即壁面律模态和基于 POD 的模态，并且该模型在两个（而非一个）非壁面位置上与 LES 相匹配。为了证明所提出的模型能够捕捉非平衡效应，我们在平衡和非平衡流动的背景下进行了先验和后验测试。先验测试表明，与平衡壁面模型相比，所提出的壁面模型能更好地捕捉极端壁面切应力事件。该模型还能捕捉由逆压梯度引起的非平衡效应。后验测试表明，在经受突然施加的逆压梯度和横向压梯度的通道中，该壁面模型分别捕捉到了流向壁面切应力的急剧下降和初始下降，而目前可用的壁面模型均遗漏了这两者。这些结果表明将模态分析应用于湍流壁面建模具有前景。特别是，结果表明采用多模态有助于非平衡流动的建模。
引用
@article{arxiv.2301.06803,
title = {POD-mode-augmented wall model and its applications to flows at non-equilibrium conditions},
author = {Christoffer Hansen and Xiang IA Yang and Mahdi Abkar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2301.06803},
year = {2023}
}