验证与确认:实现湍流预测性尺度解析模拟的路径
流体动力学
2022-03-15 v3
摘要
本文研究了验证与确认(V&V)对于实现湍流的预测性尺度解析模拟(SRS)——即能够解析部分湍流流场尺度的计算——的重要性。为此,我们提出了一种新颖而简洁的 V&V 策略,基于网格与物理分辨率加密研究,即便在精确初始流场条件未知或缺乏参考数据时也可使用。这对于瞬态与转捩流动问题以及湍流模型的改进尤为相关。我们首先给出关于圆柱绕流不同 SRS 模型所得结果的文献综述,其通过展示与所选数学模型及雷诺数无关的结果巨大差异性,证实了 V&V 的重要性。随后将所提 V&V 策略用于三个具实际意义的代表性问题。结果表明,使用 SRS 模型开展可靠的验证与确认工作是可行的,并彰显了 V&V 对于湍流预测性 SRS 的重要性。尤为值得注意的是,数据亦证实了所提 V&V 策略的优势与潜力:数值误差与建模误差的分离评估、增强的流动物理分析、关键流动现象的识别,以及在精确流场条件未知或参考数据缺失时的可用能力。
引用
@article{arxiv.2103.09899,
title = {Verification and Validation: the Path to Predictive Scale-Resolving Simulations of Turbulence},
author = {F. S. Pereira and F. F. Grinstein and D. M. Israel and L. Eca},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.09899},
year = {2022}
}