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使用不确定性量化技术系统研究壁模大涡模拟的准确性。 (英语) Zbl 1519.76188号

小结:通过湍流通道流动的系统模拟活动,研究了壁面模型大涡模拟的预测精度。研究了壁面模型、网格分辨率和各向异性、数值对流格式和亚脊尺度模拟的影响。所有这些因素都会影响结果的准确性,它们的作用在很大程度上是相互交织的。墙模型为墙-应力型,评估了其对速度采样位置的敏感性以及墙参数的规律。为了有效地探索模型参数空间(各向异性网格分辨率和墙模型参数值),使用广义多项式混沌展开来构建响应的元模型,这些响应被视为感兴趣量(QoI)的预测误差的度量。QoI包括平均壁面剪应力和平均速度、湍流动能和雷诺剪应力的剖面。DNS数据用作参考。在测试的框架内,一个特殊的二阶精确CFD代码(OpenFOAM)的结果为本文提出的网格和方法参数建议提供了充分的支持,并为QoI提供了良好的结果。值得注意的是,使用具有各向同性(立方)六面体单元的网格,每个(delta^{3})有15000个单元,其中(delta\)是通道半高(或湍流边界层的厚度),可以获得良好的结果。证明了提供足够的数值耗散以获得准确的QoI的重要性。调查的主河道流量情况为{回复}_\tau=5200),但考虑了Re-numbers的广泛扩展。使用其他数值方法和软件可能会至少稍微修改这些建议,但拟议的框架也完全适用于调查这一点。

MSC公司:

76个M12 有限体积法在流体力学问题中的应用
6500万08 含偏微分方程初值和初边值问题的有限体积法
76层65 湍流的直接数值模拟和大涡模拟
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