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三维平面湍流自由射流的大涡模拟。 (英语) Zbl 1408.76304号

摘要:利用大涡模拟(LES)对三维空间发展的平面湍流射流进行了详细研究。根据入口速度和射流宽度,射流雷诺数为4000。采用动态Smagorinsky模型(DSM)求解亚网格尺度应力张量。对层流到紊流的转变进行了详细的数值识别和讨论。用Q准则等值面图直观地显示了涡旋卷起的演变、其输送和最终解体为较小的涡旋。湍流平面射流中的相干结构得到了很好的证明。lambda_2准则的时间序列图显示了下游演变涡及其通过的漩涡和剪切性质。远下游的时间平均速度(frac{x}{D}=10和15)显示出自相似行为,其中流动已建立了完全湍流性质。能量谱显示为-5/3幂律。适当的正交分解(POD)表明,90%的波动动能包含在前100个模态中。绘制了不同(frac{x}{D})位置中心线上的概率密度函数((frac}y}{D{=15\)和(frac[z}{Dneneneep=2.5\)),并报告了相应的偏度和峰度值(上划线{u}\)、上划线{v}\、上划线(w}\)和上划线{p}\)。

MSC公司:

76层65 湍流的直接数值模拟和大涡模拟
76D25型 尾迹和喷流
76F10层 剪切流和湍流
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全文: 内政部

参考文献:

[1] 每日,J.W。;Harleman,D.R.,流体动力学,(1966),Addison Wesley·Zbl 0193.54902号
[2] Piomelli,U.,《大型模拟:成就与挑战》,Prog。Aerosp.航空公司。科学。,35, 335-362, (1999)
[3] 克莱因,M。;Sadiki,A。;Janicka,J.,使用直接数值模拟研究雷诺数对平面射流的影响,Int.J.Heat Fluid Flow,24,6785-794,(2003)
[4] Gutmark,E。;Wygnanski,I.,平面湍流射流,J.流体力学。,73, 465-495, (1975)
[5] 戈希尔,T.B。;Saha,A.K。;Muralidhar,K.,《自然演化自由圆形射流的直接数值模拟》,ASME Trans.:《流体工程杂志》,133,11,(2011)
[6] 戈希尔,T.B。;Saha,A.K。;Muralidhar,K.,自由圆形射流的大涡模拟,ASME Trans.:《流体工程杂志》,136,5,051205,(2014)
[7] 拉多,S。;兰巴拉斯,E。;Bonnet,J.P.,流体喷射控制射流的直接数值模拟,J.Turbul。,3,N2(2002)
[8] 斯坦利,S.A。;Sarkar,S。;Mellado,J.P.,《使用直接数值模拟研究平面湍流射流中的流场演变和混合》,J.流体力学。,450, 377-407, (2002) ·Zbl 1049.76558号
[9] 克莱因,M。;Sadiki,A。;Janicka,J.,《基于数字滤波器的流入数据生成,用于空间开发直接数值或大涡模拟》,J.Compute。物理。,186, 652-665, (2003) ·Zbl 1047.76522号
[10] 姓名,I。;Øtügen,M.V.,中等雷诺数下平面湍流空气射流的速度测量,实验流体,6,6,387-399,(1988)
[11] Biswas,G.,湍流的大涡模拟,413-426,(2002),Narosa出版社,(第14章)
[12] Smagorinsky,J.,《原始方程的一般循环实验》,孟买。《天气评论》,91,99-164,(1963)
[13] Germano,M。;Piomelli,美国。;梅因,P。;Cabot,W.H.,动态亚脊尺度涡流粘度模型,物理学。流体A,3,7,1760-1765,(1991)·Zbl 0825.76334号
[14] Lilly,D.K.,Germano子网格尺度闭包方法的一个拟议修改,Phys。流体A,4,3,633-635,(1992)
[15] G.Hoffmann,C.Benocci,空间发展平面射流的数值模拟,agard-cp 551。1994年希腊第74届流体动力学研讨会论文集,第26.1-26.2页。
[16] Piomelli,美国。;Liu,J.,使用局部动力学模型对旋转通道流动进行大涡模拟,Phys。流体,7,4,839-848,(1995)·Zbl 1039.76514号
[17] 巴塔查吉,P。;Loth,E.,层流和过渡冷壁射流的模拟,国际热流杂志,25,1,32-43,(2004)
[18] 戈希尔,T.B。;Saha,A.K。;Muralidhar,K.,低雷诺数下圆形射流不稳定性机制的数值研究,计算与流体,64,1-18,(2012)·Zbl 1365.76084号
[19] Breuer,M.,《通过圆柱的亚临界流的大涡模拟:数值和建模方面》,国际。J.数字。液体方法,28,9,1281-1302,(1998)·Zbl 0933.76041号
[20] Johansson,P.S。;Andersson,H.I.,两个对向壁射流的直接数值模拟,Phys。流体,17,5,(2005)·Zbl 1187.76250号
[21] Ribault,C.L。;Sarkar,S。;Stanley,S.A.,飞机喷气的大涡模拟,Phys。流体,11,10,3069-3083,(1999)·Zbl 1149.76449号
[22] 侯赛因·H·J。;Capp,S.P。;George,W.K.,《高雷诺数、动量守恒、轴对称湍流射流中的速度测量》,《流体力学杂志》。,258, (1994)
[23] Cavar,D。;Meyer,K.E.,《横流中湍流射流的大涡模拟:第1部分——数值验证研究》,《国际热流学杂志》,36,18-34,(2012)
[24] Pope,S.B.,湍流,(2000),剑桥大学出版社,纽约·Zbl 0802.76033号
[25] 郑,J。;Hussain,F.,《旋涡识别》,J.流体力学。,285, 69-94, (1995) ·Zbl 0847.76007号
[26] Vollmers,H.,《从实验速度数据中检测涡及其主要参数的定量评估》,Meas。科学。技术。,12, 1199, (2001)
[27] Brown,G.L。;Roshko,A.,关于湍流混合层中的密度效应和大结构,J.流体力学。,64, 775-816, (1974) ·Zbl 1416.76061号
[28] Fiedler,H.E.,湍流中的相干结构,Prog。Aerosp.航空公司。科学。,25, 3, 231-269, (1988)
[29] Mumford,J.C.,充分发展的湍流剪切流中大涡流的结构。第1部分。飞机喷气机J.流体力学。,118, 241-268, (1982)
[30] 侯赛因,A.K.M.F.,相干结构和湍流,J.流体力学。,173303-356(1986年)
[31] 布法奈斯,R。;德维尔,M。;菲舍尔,P。;Leriche,E。;Weill,D.,《利用光谱元素法对盖驱动立方腔流进行大涡模拟》,《科学杂志》。计算。,27, 151-162, (2006) ·Zbl 1099.76026号
[32] 卡皮,S。;Manceau,R.,《统计周期流的湍流建模:进入静止空气的合成射流》,《国际热流学杂志》,27,5,756-767,(2006)
[33] Cantwell,B.J.,《湍流中的有组织运动》(流体力学)。第13卷,(1981)
[34] Lumley,J.L.,《非均匀湍流的结构》,(大气湍流和无线电波传播,(1967)),166-178
[35] 格林伯格,L。;Yakhot,A。;Karniadakis,G.,通过适当的正交分解分析狭窄颈动脉中的瞬态湍流,Ann.Biomed。工程,37,2200-2217,(2009)
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