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XLES 第二部分:从扩展大涡模拟到ODTLES

流体动力学 2015-06-17 v1

摘要

在湍流研究与流动应用中,使用了诸如RaNS(雷诺平均纳维-斯托克斯)模型与LES(大涡模拟)等湍流模型。两种模型都对控制流动方程进行滤波。因而引入尺度分离方法用于建模,大尺度采用数值格式模拟,而小尺度被认为较不重要并可能较易建模。不幸的是,小尺度往往至关重要,例如在反应流、壁面束缚流或具有显著普朗特数或施密特数效应的流动中。这些标准模型的近期替代方案是基于一维湍流(ODT)思想的一类模型,如ODTLES。ODT捕捉高湍流流动(近来可达 Reτ=6×105Re_\tau = 6\times 10^5)的能力使得ODTLES能够实现基本独立于湍流强度的三维分辨率。我们在两篇论文中给出了针对中等复杂域中高湍流流动的创新建模策略的形式化理论与应用:在第I部分(见Glawe等人(2015))引入了称为XLES(扩展LES)的新通用滤波方法。与LES相反,XLES基于控制方程的二维滤波,由此附加小尺度项被数值解释。本工作中,通过将ODT模型纳入XLES,提出了ODTLES模型的一种新构想,作为XLES模型族中的一种特殊方法。ODT模型引入了XLES滤波方程所未捕捉的微结构。为阐明ODTLES模型的能力,研究了直至摩擦雷诺数 Reτ=10000Re_\tau = 10000 的湍流槽道与管道流动。

关键词

引用

@article{arxiv.1506.04938,
  title  = {XLES Part II: From Extended Large Eddy Simulation to ODTLES},
  author = {Christoph Glawe and Heiko Schmidt and Alan R. Kerstein and Rupert Klein},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1506.04938},
  year   = {2015}
}