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使用动态和正交子网格尺度对低马赫数流动进行大涡模拟。 (英语) Zbl 1391.76196号

小结:在本文中,我们从严格的数值角度研究热湍流的近似,而不使用任何物理模型。主要目的是分析我们的数值方法在低马赫数下热耦合湍流大涡模拟(LES)中的行为。我们的数值方法是基于变分多尺度方法的稳定有限元近似,其中将近似空间分解为粗尺度可解部分和细尺度子网格部分。建立子尺度模型并考虑其对粗尺度问题的影响,可以得到稳定的公式。最终近似值的质量(精度、效率如LES模型)取决于特定的子尺度模型。该方法的显著特点是将子尺度视为瞬态,并在所有非线性项中保持尺度分裂。这项工作的另一个重要贡献是将广泛用于不可压缩流的正交子网格尺度方法扩展到可变密度流,使用密度加权乘积定义子尺度和有限元空间的正交性。参考数值测试,我们给出了层流测试用例验证的数值结果,该验证显示了不同稳定方法的耗散行为。然后,我们给出了两个湍流问题的数值模拟结果,即壁面法线方向温差较大的湍流通道流{回复}_{tau}=180\),以及高宽比为4的湍流热驱动腔。通过与使用大涡模拟(LES)和直接数值模拟(DNS)获得的文献中的结果进行比较,评估了该方法的性能。在仔细分析该方法的耗散结构的基础上对其进行了解释,显示了所提出的亚网格尺度方法的物理解释。这里介绍的材料清楚地表明了该方法对各种湍流热耦合流动建模的潜力。在层流和湍流状态下,公式是相同的。

理学硕士:

76层65 湍流的直接数值模拟和大涡模拟
65M60毫米 涉及偏微分方程初值和初边值问题的有限元、Rayleigh-Ritz和Galerkin方法
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全文: 内政部

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