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剪切湍流模型中的耗散。 (英语) Zbl 1490.76106号

摘要:剪裁是指添加1行代码\(A\Leftarrow\min\{A,B\}\)以强制变量\(A\)保持在当前边界\(B\)之下。湍流模型中也会出现现象削波,以纠正小尺度区域中涡流粘性项的作用导致的过度耗散。在此,我们用两种唯象剪裁策略分析了涡粘模型的能量耗散率。由于真实雷诺应力在近壁区域为O(d^2)(d=壁法向距离),第一种方法是在涡流粘度中通过(nu_{turb}\Leftarrow\min\{nu_{tub},frac{kappa}{T_{ref}}d^2,)对一些预设的(kappa)和时间尺度(T_{ref})强制这种近壁行为。第二个是埃斯库迪尔早期的建议,即将湍流长度尺度缩减为一个通用规范,即减少流动内部过大的值。分别分析盒内剪切流湍流和湍流(即周期性边界条件),我们表明这两种剪裁策略都可以防止模型解的聚集过度耗散。

MSC公司:

76平方英尺 湍流基础
76F10层 剪切流和湍流

关键词:

能量耗散率;湍流
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全文: arXiv公司 链接

参考文献:

[1] J.Boussinesq,Essai sur la théorie des eaux courates,梅莫尔派的潜水员专家,《科学》23(1877)1-680。
[2] F.H.Busse,湍流优化理论,高级应用。机械。,18 (1978) 77-121. ·Zbl 0472.76055号
[3] T.Chacon-Rebollo和R.Lewandowski,《湍流模型和应用的数学和数值基础》,纽约斯普林格出版社,2014年·Zbl 1328.76002号
[4] Y.T.Chow和A.Pakzad,关于随机强迫Navier-Stokes方程的湍流第零定律,arXiv预印本,arXiv:2004.086552020。
[5] P.Constantin和C.Doering,剪切驱动湍流中的能量耗散,物理学。《Rev.Letters》,69(1992)1648-1651年。
[6] P.Davidson,《湍流:科学家和工程师入门》。牛津大学出版社,2015年·Zbl 1315.76001号
[7] O.Darrigol,《流动的世界》,牛津,2005年·Zbl 1094.76002号
[8] C.Doering和C.Foias,体力湍流中的能量耗散,《流体力学杂志》。,467 (2002) 289-306. ·Zbl 1029.76025号
[9] C.R.Doering和P.Constantin,剪切驱动湍流中的能量耗散,物理。修订稿。,69.11 (1992): 1648.
[10] Q.Du和M.Gunzburger,《不可压缩粘性流的Ladyzhenskaya模型分析》,J.Math。分析。申请。,155 (1991) 21-45. ·Zbl 0712.76039号
[11] A.A.Dunca,关于近似反褶积模型的能量不等式。非线性分析。真实世界应用。,32 (2016) 294-300. ·兹比尔1382.35216
[12] P.A.Durbin和B.A.Pettersson Reif,湍流统计理论和建模,第二版,威利,奇切斯特,2011年·Zbl 1206.76001号
[13] M.P.Escudier,《近壁湍流中混合长度的分布》,帝国理工学院,传热部分报告TWF/TN/12,1966年。
[14] M.P.Escudier,《湍流不可压缩流体动力边界层》,博士论文,1967年。
[15] U.Frisch,《湍流》,剑桥大学出版社,剑桥,1995年·Zbl 0832.76001号
[16] 霍华德法律公告,《流体力学年鉴》流量约束。,4(1972) 473-494. ·Zbl 0292.76039号
[17] 蒋女士和莱顿女士,流体运动的两个整体涡粘性模型的数值分析,数值。方法部分差异。埃克。31(2014)10.1002/num.21908·Zbl 1325.65135号 ·doi:10.1002/num.21908
[18] K.Kean、W.Layton和M.Schneier,《关于Prandtl-Kolmogorov湍流1方程模型》,预印本arXiv:2106.09855。2021年,出庭:Phil.Transactions A。
[19] S.Kundu、M.Kumbhakar和K.Ghoshal,《明渠紊流混合长度的再调查》,《地球物理学学报》,第五卷,2017年doi.org/10.1007/s11600-017-0109-7。
[20] W.Layton,湍流剪切流中大漩涡能量耗散率的界限,数学。和Comp。型号。,35(2002) 1445-1451. ·Zbl 1027.76024号
[21] W.Layton,湍流近似反褶积模型的能量和螺旋度耗散率界限。SIAM J.数学。分析。,39 (2007) 916-31. ·Zbl 1139.76026号
[22] W.Layton,Smagorinsky湍流模型中的能量耗散。申请。数学。莱特。,59 (2016) 56-9. ·兹比尔1381.35139
[23] W.Layton和R.Lewandowski,湍流大涡模拟的涡粘模型分析,J.Math。流体力学。4 (2002) 374-399. ·Zbl 1021.76020号
[24] W.Layton L.Rebholz和M.Sussman NS-alpha和NS-alpha-deconvolution模型的能量和螺旋度耗散率。IMA J.应用。数学。,75 (2010) 56-74. ·Zbl 1423.76160号
[25] W.Layton和M.McLaughlin,《论URANS与时间平均的一致性:分析法则建议改进模型》,摘自:Proc。俄罗斯叶卡捷琳堡举行的纪念君士坦丁·科尔迪纳努90岁诞辰国际会议(第85-108页)。施普林格,2018年·Zbl 1472.76053号
[26] B.Mohammadi和O.Pironneau,《k-epsilon湍流模型分析》,马森,巴黎,1994年。
[27] A.Pakzad,阻尼函数纠正Smagorinsky模型的过度耗散,数学。方法应用。科学。,40(2017),第16号,DOI 10.1002/mma.4444·Zbl 1382.76117号 ·doi:10.1002毫米/毫米.4444
[28] A.Pakzad,《网格对湍流统计的影响分析》。数学杂志。分析。申请。,475 (2019) 839-60. ·Zbl 1446.76122号
[29] A.Pakzad,关于流体时间松弛模型的长时间行为。arXiv预打印arXiv:1903.12339。2019年3月29日。
[30] S.Pope,《湍流》,剑桥大学出版社,剑桥,2000年·Zbl 0966.76002号
[31] L.Prandtl,U.ber ein nenes Formelsystem für die ausgebildete Turbulenz,Nacr。阿卡德。威斯。哥廷根,《数学原理》。Kl.,(1945)6-16·Zbl 0061.45401号
[32] L.Prandtl,《关于充分发展的湍流》,载《第二届国际应用力学大会论文集》,苏黎世,(1926)62-74。
[33] A.J.C.Saint-Venant(Barré),《流体动力河畔梅莫尔的注释》,CRAS,17(1843)1240-1243。
[34] G.I.Taylor,大气中的涡流运动,Phil.Trans。皇家学会A辑,215(1915)1-26。
[35] J.Teixeira和S.Cheinet,干对流涡流扩散参数化的简单混合长度公式。边界层气象学,110(2004)435-453。
[36] J.C.Turner,Jr.和M.D.Gunzburger,湍流代数模型的有限元近似分析。计算。数学。申请。,11 (1988) 945-51. ·Zbl 0647.76039号
[37] J.C.Vassilicos,湍流中的耗散,流体力学年鉴。47 (2015) 95-114.
[38] X.Wang,剪切流的时间平均能量耗散率,Physica D,99(1997)555-563·Zbl 0897.76019号
[39] X.Wang,边界层切向导数对时间平均能量耗散率的影响,《物理D:非线性现象》,144(2000)142-153·Zbl 0988.76026号
[40] D.C.Wilcox,《CFD湍流建模》,DCW Industries,加拿大拉脱维亚,2006年。匹兹堡大学数学系,匹兹堡,宾夕法尼亚州15260,美国电子邮件:kkh16@pitt.eduwjl@pitt.edu、和mhs64@pitt.edu。
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