巴兹列夫斯，Y。;阿克曼，我。 使用等几何分析和基于残差的变分多尺度方法对湍流Taylor-Couette流动进行大涡模拟。 （英语） Zbl 1290.76037号 J.计算。物理学。 229，第9号，3402-3414（2010）. 小结：我们提出了基于残差的变分多尺度湍流建模（RBVMS）方法在高雷诺数湍流Taylor-Couette流动计算中的应用。我们表明，RBVMS公式全局守恒角动量，这一特征对于以旋转为主的流动来说很重要，而流体流动的标准稳定公式不具备这一点。在固体壁附近存在薄湍流边界层的情况下，采用弱狄利克雷边界条件来提高RBVMS框架的精度。对于弱强制边界条件，也给出了保守边界力和力矩的计算。空间离散采用基于NURBS的等几何分析方法，并通过网格细化来评估该方法的收敛特性。数值试验表明，在相对粗糙的网格上获得了非常准确的结果。据作者所知，本文首次报道了这一具有挑战性的试验案例的大涡模拟计算。 引用于154文件 MSC公司： 76层65 湍流的直接数值模拟和大涡模拟 76M10个 有限元方法在流体力学问题中的应用 76U05型 旋转流体的一般理论 76E07型 水动力稳定性中的旋转 关键词：有限元;流体;弱边界条件;大涡模拟;等几何分析;边界层;Navier-Stokes方程;湍流;NURBS（NURBS）;旋转流动;泰勒-库特流 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{Y.Bazilevs}和\textit{I.Akkerman}，J.Compute。物理学。229，第9号，3402--3414（2010；Zbl 1290.76037） 全文： 内政部 参考文献： [1] 阿克曼，I。；Bazilevs，Y。；Calo，V.M。；休斯，T.J.R。；Hulshoff，S.，《连续性在基于残差的湍流变分多尺度建模中的作用》，计算力学，41371-378（2008）·Zbl 1162.76355号 [2] Arnold，D.N。；布雷齐，F。；Cockburn，B。；Marini，L.D.，椭圆问题间断Galerkin方法的统一分析，SIAM数值分析杂志，391749-1779（2002）·Zbl 1008.65080号 [3] Bazilevs，Y。；Calo，V.M。；Cottrel，J.A。；休斯，T.J.R。；Reali，A。；Scovazzi，G.，《不可压缩流动大涡模拟的基于残差的变分多尺度湍流模型》，《应用力学与工程中的计算机方法》，197173-201（2007）·Zbl 1169.76352号 [4] Bazilevs，Y。；Calo，V.M。；休斯，T.J.R。；Zhang，Y.，《等几何流体-结构相互作用：理论、算法和计算》，计算力学，43，3-37（2008）·Zbl 1169.74015号 [5] Bazilevs，Y。；Beirao da Veiga，L。；Cottrell，J.A。；休斯，T.J.R。；Sangalli，G.，《等几何分析：（h）细化网格的近似稳定性和误差估计》，《应用科学中的数学模型和方法》，第16期，第1031-1090页（2006年）·Zbl 1103.65113号 [6] Bazilevs，Y。；Hughes，T.J.R.，《流体力学、计算机和流体中Dirichlet边界条件的弱强加》，36，12-26（2007）·Zbl 1115.76040号 [7] Bazilevs，Y。；Hughes，T.J.R.，基于NURBS的旋转部件流动计算等几何分析，计算力学，43，143-150（2008）·Zbl 1171.76043号 [8] Bazilevs，Y。；Michler，C。；Calo，V.M。；Hughes，T.J.R.，《壁面湍流的弱Dirichlet边界条件》，《应用力学和工程中的计算机方法》，1964853-4862（2007）·Zbl 1173.76397号 [9] Bazilevs，Y。；Michler，C。；Calo，V.M。；Hughes，T.J.R.，非拉伸网格上弱强制边界条件下壁面湍流的等几何变分多尺度建模，应用力学和工程中的计算机方法，199780-790（2010）·Zbl 1406.76023号 [10] 比尔森，M。；Bremhorst，K.，湍流Taylor-Couette流动的直接数值模拟，流体力学杂志，579227-270（2007）·Zbl 1175.76076号 [11] 布鲁克斯，A.N。；Hughes，T.J.R.，对流主导流动的流线迎风/Petrov-Galerkin公式，特别强调不可压缩Navier-Stokes方程，应用力学和工程中的计算机方法，32，199-259（1982）·兹标0497.76041 [12] V.M.Calo，《基于残差的多尺度湍流建模：旁路过渡的有限体积模拟》，斯坦福大学土木与环境工程系博士论文，2004年。；V.M.Calo，《基于残差的多尺度湍流建模：旁路过渡的有限体积模拟》，斯坦福大学土木与环境工程系博士论文，2004年。 [13] 钟，J。；Hulbert，G.M.，《改进数值耗散的结构动力学时间积分算法：广义-（α）法》，应用力学杂志，60，371-375（1993）·Zbl 0775.73337号 [14] Cottrell，J.A。；休斯，T.J.R。；Bazilevs，Y.，《等几何分析：走向CAD和FEA的集成》（2009），Wiley:Wiley Chichester·Zbl 1378.65009号 [15] Dong，S.，湍流Taylor Couette流的DNS，流体力学杂志，587，373-393（2007）·Zbl 1141.76411号 [16] Dong，S.，《反向旋转同心圆柱之间的湍流：DNS研究》，《流体力学杂志》，615371-399（2008）·Zbl 1155.76035号 [17] Evans，J.A。；Bazilevs，Y。；巴布斯·卡，I。；Hughes，T.J.R.，等几何有限元法（k）版本的（N）宽度sup-infs和最优比，应用力学和工程中的计算机方法，1981726-1741（2009）·Zbl 1227.65093号 [18] Farin，G.E.，《NURBS曲线和曲面：从射影几何到实际应用》（1995），A.K.Peters有限公司：A.K.彼得斯有限公司，马萨诸塞州纳蒂克·Zbl 0848.68112号 [19] Franca，L.P。；Frey，S.，稳定有限元方法：II。不可压缩Navier-Stokes方程，应用力学和工程中的计算机方法，99209-233（1992）·Zbl 0765.76048号 [20] 戈麦斯，H。；Calo，V.M。；Bazilevs，Y。；Hughes，T.J.R.，Cahn-Hilliard相场模型的等几何分析，应用力学和工程中的计算机方法，197，4333-4352（2008）·Zbl 1194.74524号 [21] 霍尔曼，J。；休斯，T.J.R。；Oberai，A.A。；Wells，G.N.，变尺度多尺度通道流大涡模拟的尺度划分敏感性，流体物理，16824-827（2004）·Zbl 1186.76234号 [22] Hughes，T.J.R.，《多尺度现象：格林函数，Dirichlet-to-Neumann公式亚网格模型，气泡和稳定方法的起源》，《应用力学和工程中的计算机方法》，127387-401（1995）·Zbl 0866.76044号 [23] 休斯，T.J.R。；费约奥，G。；Mazzei，L。；Quincy，J.B.，《变分多尺度方法——计算力学的范例》，《应用力学与工程中的计算机方法》，166，3-24（1998）·Zbl 1017.65525号 [24] 休斯，T.J.R。；Calo，V.M。；Scovazzi，G.，湍流中的变分和多尺度方法，（Gutkowski，W.；Kowalewski，T.A.，第二十一届国际理论与应用力学大会（IUTAM）会议记录（2004），Kluwer）·Zbl 1323.76032号 [25] 休斯，T.J.R。；Cottrell，J.A。；Bazilevs，Y.，《等几何分析：CAD、有限元、NURBS、精确几何和网格细化》，《应用力学和工程中的计算机方法》，194，4135-4195（2005）·Zbl 1151.74419号 [26] 休斯，T.J.R。；Mazzei，L。；Jansen，K.E.，《大涡模拟与变分多尺度方法》，《科学中的计算与可视化》，第347-59页（2000年）·Zbl 0998.76040号 [27] 休斯，T.J.R。；Mazzei，L。；Oberai，A.A。；Wray，A.A.，《大涡模拟的多尺度公式：均匀各向同性湍流的衰减》，《流体物理学》，第13期，第505-512页（2001年）·Zbl 1184.76236号 [28] 休斯，T.J.R。；奥伯莱，A.A。；Mazzei，L.，《用变分多尺度方法对湍流通道流动进行大涡模拟》，《流体物理》，第13期，1784-1799页（2001年）·Zbl 1184.76237号 [29] 休斯，T.J.R。；Sangalli，G.，变分多尺度分析：精细尺度格林函数、投影、优化、局部化和稳定化方法，SIAM数值分析杂志，45539-557（2007）·Zbl 1152.65111号 [30] 休斯，T.J.R。；斯科瓦齐，G。；Franca，L.P.，多尺度和稳定方法，（Stein，E.；de Borst，R.；Hughes，T.J.R.，计算力学百科全书。计算力学百科全书，计算流体动力学，第3卷（2004），Wiley），第2章·Zbl 1190.76001号 [31] R Hughes，T.J。；Tezduyar，T.E.，一阶双曲方程组的有限元方法，特别强调可压缩欧拉方程，应用力学和工程中的计算机方法，45，217-284（1984）·Zbl 0542.76093号 [32] 休斯，T.J.R。；威尔斯，G.N。；Wray，A.A.，均质各向同性湍流的能量传递和谱涡粘性：在一系列离散化上动态Smagorinsky和多尺度模型的比较，流体物理学，16，4044-4052（2004）·Zbl 1187.76226号 [33] Jansen，K.E。；怀特，C.H。；Hulbert，G.M.，用稳定有限元法积分滤波Navier-Stokes方程的广义-（α）方法，应用力学和工程中的计算机方法，190，305-319（1999）·Zbl 0973.76048号 [34] Johnson，C.，《用有限元法数值求解偏微分方程》（1987），剑桥大学出版社：瑞典剑桥大学出版社·Zbl 0628.65098号 [35] 柯比，R.M。；Karniadakis，G.E.，《谱元素和hp方法》，（Stein，E.；de Borst，R.；Hughes，T.J.R.，《计算力学百科全书》，《计算流体动力学百科全书，第3卷（2004），Wiley）·Zbl 0992.76056号 [36] Kravchenko，A.G。；梅因，P。；Moser，R.，《壁面湍流数值模拟的分区嵌入网格》，《计算物理杂志》，127412-423（1996）·Zbl 0862.76062号 [37] Kravchenko，A.G。；梅因，P。；Shariff，K.，复杂湍流模拟的B样条方法和分区网格，计算物理杂志，151757-789（1999）·Zbl 0942.76058号 [38] 郭，W.Y。；莫瑟，R.D。；Jiménez，J.，B样条和紧致有限差分方法分辨率特性的临界评估，计算物理杂志，174，510-551（2001）·Zbl 0995.65089号 [39] Lewis，G。；Swinney，H.，《高雷诺数库特-泰勒流中的速度结构函数、标度和跃迁》，Phys。E版，59，5457-5467（1999） [40] 莫瑟，R.D。；梅因，P。；Leonard，A.，Navier-Stokes方程的谱数值方法及其在Taylor-Couette流中的应用，计算物理杂志，52，524-544（1983）·Zbl 0529.76034号 [41] Nitsche，J.，Uber ein variationsprinzip zur losung von Dirichlet proproblemen bei verwendung von teilraumen，die keinen randbedingen unterworfen sind，Abhandlungen aus dem数学研讨会，汉堡大学，36，9-15（1971）·Zbl 0229.65079号 [42] 奥兰迪，P。；Ebstein，D.，旋转管道中的湍流预算（DNS），《国际热和流体流动杂志》，21，499-505（2000） [43] 皮格尔。；Tiller，W.，《NURBS图书》，《视觉传达专著》（1997年），Springer-Verlag:Springer-Verlag纽约·Zbl 0868.68106号 [44] Pirro，D。；Quadrio，M.，湍流Taylor Couette流的直接数值模拟，欧洲力学杂志-B/流体，27552-566（2007）·Zbl 1147.76035号 [45] 谢里夫，K。；Moser，R.D.，B样条方法的二维网格嵌入，计算物理杂志，145471-488（1998）·Zbl 0910.65083号 [46] 斯伯丁，D.B.，《壁定律的单一公式》，《应用力学杂志》，28444-458（1961）·Zbl 0098.17603号 [47] 斯佩齐亚莱，C.G。；尤尼斯，B.A。；鲁宾斯坦，R。；Zhou，Y.，关于旋转湍流的一致性条件，《流体物理学》，102108-2110（1998） [48] Tezduyar，T。；阿利亚巴迪，S。；贝尔，M。；约翰逊，A。；Mittal，S.，三维流动的并行有限元计算，计算机，26，27-36（1993） [49] Tezduyar，T.E.，移动边界、界面和稳定参数的计算，国际流体数值方法杂志，43，555-575（2003）·Zbl 1032.76605号 [50] Tezduyar，T.E。；阿利亚巴迪，S.K。；贝尔，M。；Mittal，S.，可压缩和不可压缩流动的大规模并行有限元模拟，应用力学和工程中的计算机方法，119157-177（1994）·Zbl 0848.76040号 [51] Vastano，J.A。；Moser，R.D.，短时Lyapunov指数分析和Taylor-Couette流中混沌的转变，流体力学杂志，23383-118（1991）·Zbl 0738.76033号 此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配，可能包含数据转换错误。在某些情况下，zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献，而不要求完整或完全匹配。