施密特，S。;布鲁尔，M。 基于源项的合成湍流流入发生器，用于包括层流分离气泡的翼型流动的涡流解析预测。 （英语） Zbl 1390.76218号 计算。流体 146, 1-22 (2017). 小结：本文讨论了湍流的涡流分辨率模拟对所用流入条件的强烈依赖性问题。因此，本研究的目的是分析流入条件对通过SD7003翼型的外壁边界流的影响，以及更精确地对层流分离气泡的形状和尺寸的影响。受用于混合模拟的计算域入口区域的典型粗糙分辨率的激励，通过灵活的源项处理在流场中引入合成湍流。在动量方程中，通过源项将产生的湍流波动考虑在内，因此允许从入口转移到更精细的分辨率区域，在该区域，由于网格分辨率导致的小型结构的阻尼可以忽略不计。为了提供合成湍流流入发生器（STIG）的正确公式克莱茵等[J.Comput.Phys.186，No.2，652-665（2003；兹比尔1047.76522)]与大涡模拟（LES）以及混合LES-URANS方法相结合。综合产生的速度波动分布在受影响的区域，这符合STIG的数字滤波器概念。通过使用合成湍流流入发生器流入生成过程中使用的积分标尺，可确保影响区域尺寸的自动计算。STIG所需输入量的定义，如果在\（\mathrm）处流过SD7003翼型{回复}_{mathrm{c}}=60000）和迎角（alpha=4^circ）是基于包括TI=0.28%湍流强度在内的实验数据。由于分离、过渡和随后的再附着，这是一个要求很高的测试案例，其中分离气泡的形状和大小强烈取决于即将到来的湍流。将实验测量的参考速度剖面与壁分辨率大涡模拟和在两个分辨率较高的网格上进行的混合模拟进行了比较。应用STIG和无湍流强度的模拟结果评估表明，基于STIG的模拟与实验之间的一致性提高。此外，改变湍流强度以更详细地了解LSB的行为。 引用于1审查引用于4文件 MSC公司： 76英尺65英寸 湍流的直接数值模拟和大涡模拟 76G25型 一般空气动力学和亚音速流动 关键词：合成湍流;源项;混合法;发射脱离系统;乌兰斯;过渡;层流分离气泡;机翼 引文：Zbl 1047.76522号 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{S.Schmidt}和\textit{M.Breuer}，计算。流体146，1-22（2017；Zbl 1390.76218） 全文： 内政部 参考文献： [1] Piomelli，美国。；Chasnov，J.R.，《大涡模拟：理论和应用》，（Hallbäck，M.；Henningson，D.；Johansson，A.；Alfredson，P.，《湍流和过渡建模》，（1996），Kluwer），269-331 [2] Spalart，P.R。；Jou，W.-H。；Strelets，M。；Allmaras，S.R.，《关于机翼LES可行性和混合RANS/LES方法的评论》（Liu，C.；Liu，Z.，《DNS/LES进展》，AFOSR第一届DNS/LES国际会议，（1997），格雷登出版社） [3] Shur，M.L。；Spalart，P.R。；Strelets，M.K。；Travin，A.K.，具有延迟DES和壁模型LES功能的混合RANS-LES方法，《国际热流杂志》，29，1638-1649，（2008） [4] Menter，F.R。；Egorov，Y.，《非定常湍流预测的尺度自适应模拟方法》。第1部分：理论和模型描述，Flow Turbul Combust，85，113-138，（2010）·Zbl 1425.76107号 [5] Chaouat，B。；Schiestel，R.，湍流发展的亚网格尺度应力和耗散率的新的部分集成传输模型，Phys Fluids，17，6，（2005）·Zbl 1187.76091号 [6] 布鲁尔，M。；贾夫雷齐克，B。；Arora，K.，基于单方程近壁模型的混合LES-RANS技术，Theor Comput Fluid Dyn，22，3-4157-187，（2008）·Zbl 1161.76492号 [7] 贾夫雷齐克，B。；Breuer，M.，在混合LES-RANS方法中显式代数雷诺应力模型的应用，Flow Turbul Combust，81，3，415-448，（2008）·Zbl 1257.76038号 [8] 布鲁尔，M。；Schmidt，S.，《非平衡湍流混合LES-URANS方法的改进》，第七届湍流、传热和传质国际研讨会，（THMT-7），西西里州巴勒莫，2012年9月24日至27日，507-510，（2012），纽约贝格尔豪斯公司，沃林福德（英国） [9] 施密特，S。；Breuer，M.，用于预测非平衡壁面内外流的混合LES-URANS方法，计算流体，96，226-252，（2014）·Zbl 1391.76165号 [10] 施密特，S。；Breuer，M.，《壁面流的混合LES-URANS方法》，（Fröhlich，J.；Kuerten，H.；Geurts，B.；Armenio，V.，ERCOFTAC系列，直接和大流量模拟IX，第九届直接和大容量模拟国际ERCOFTAC:DLES-9研讨会，德国德累斯顿，2013年4月3-5日；第20卷，（2015），Springer Science+Business Media B.V.）， 197-203 [11] Ol，M.V。；汉夫，E。；McAuliffe，B。；美国斯科尔斯。；Kähler，C.，三个设施中低雷诺数翼型层流分离气泡测量的比较，第35届AIAA流体动力学会议和展览，加拿大安大略省多伦多，2005年6月6-9日，（2005） [12] 温特，J。；美国斯科尔斯。；Radespiel，R.，《翼型层流分离气泡的RANS模拟验证》，Aerosp Sci-Technol，10484-494，（2006）·Zbl 1195.76273号 [13] Hain，R。；卡勒，C.J。；Radespiel，R.，低雷诺数翼型层流分离气泡动力学，流体力学杂志，630129-153，（2009）·Zbl 1181.76136号 [14] 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流量模拟，J Comput Phys，186，652-665，（2003）·Zbl 1047.76522号 [15] 施密特，S。；Breuer，M.，用混合LES-URANS方法预测非平衡壁面流的扩展合成湍流流入发生器，Flow Turbul Combust，95，669-707，（2015） [16] 施密特，S。；Breuer，M.，《考虑合成湍流流入条件的壁面流动的混合LES-URANS方法》（Dillmann，《数值流体力学和多学科设计注释》，STAB研讨会，德国慕尼黑，2014年11月4日至5日，（2016），Springer Science+Business Media B.V.），561-571 [17] 谢振泰。；Castro，I.P.，《有效生成流入条件以大规模模拟街道流量》，Flow Turbul Combust，81，449-470，（2008）·Zbl 1257.76040号 [18] Kim，Y。；Xie，Z.-T.，《自由流湍流对风力涡轮机叶片动态失速影响的建模》，Comput Fluids，129，53-66，（2016）·Zbl 1390.76178号 [19] Spille-Kohoff，A.公司。；Kaltenbach，H.，具有所述剪切应力剖面的湍流流入数据的生成，（Liu，C.；Sakell，L.；Beutner，T.，第三届AFOSR DNS/LES国际会议论文集，阿灵顿，（2001），格雷登出版社：哥伦布），137-147 [20] 基廷，A。；Piomelli，美国。；巴拉拉斯，E。；Kaltenbach，H.-J.，《大涡模拟流入条件的先验和后验测试》，《物理流体》，第16期，第4696-4712页，（2004）·Zbl 1187.76263号 [21] 基廷，A。；De Prisco，G。；Piomelli，U.，混合RANS/LES计算的界面条件，国际热流杂志，27，777-788，（2006） [22] 巴顿，P。；Goldberg，美国。；Chakravarthy，S.，《统计湍流闭合与大涡模拟的接口》，AIAA J，42，485-492，（2004） [23] de Laage de Meux，B。；Audebert，B。；Manceau，R。；Perrin，R.，大涡模拟和RANS/LES混合建模中合成湍流生成的各向异性线性强迫，Phys Fluids，27，（2015） [24] 戴维森，L。；Billson，M.，使用合成湍流在界面处施加力的混合LES-RANS，（Neittanmäki，P.；Rossi，T.；Korotov，S.；Onate，E.；Periaux，J.；Knörzer，D.，《欧洲应用科学与工程计算方法大会-ECCOMAS》，Jyväskylä，Finnland，2004年7月24-28日，（2004）） [25] Xiao，H。；Jenny，P.，《混合LES/RANS建模的一致性双重模型框架》，《计算物理杂志》，2311948-1865，（2012）·Zbl 1376.76017号 [26] Jakirlić，S。；Jovanović，J.，《关于改进近壁湍流预测的统一边界条件》，《流体力学杂志》，656，530-539，（2010）·Zbl 1197.76059号 [27] Jakirlić，S。；Jovanović，J.，《关于RANS封闭中的边界条件：朝向低雷诺数壁函数》，第八届ERCOFTAC工程湍流建模和测量国际研讨会，法国马赛，2010年6月9日至11日，（2010）·Zbl 1197.76059号 [28] Chen，H.C。；Patel，V.C.，复杂流动（包括分离）的近壁湍流模型，AIAA J，26，6，641-648，（1988） [29] Wallin，S。；Johansson，A.V.，《不可压缩和可压缩湍流的显式代数雷诺应力模型》，《流体力学杂志》，403，89-132，（2000）·Zbl 0966.76032号 [30] Daly，B.J。；Harlow，F.H.，湍流中的输运方程，《物理流体》，第13期，第2634-2649页，（1970年） [31] 舒曼，U.，平面通道和环空中湍流有限差分模拟的子网格尺度模型，计算物理杂志，18，376-404，（1975）·兹比尔0403.76049 [32] Lund，T.S。；吴，X。；Squires，K.D.，为空间发展边界层模拟生成湍流流入口数据，计算物理杂志，140，233-258，（1998）·兹伯利0936.76026 [33] Kempf，A。；Wysocki，S。；Pettit，M.，《用于LES和DNS的克莱恩湍流发生器的高效并行低存储实现》，计算流体，60，58-60，（2012）·Zbl 1365.76088号 [34] Breuer，M.，《圆柱绕流亚临界流的大涡模拟：数值和建模方面》，《国际数值方法流体杂志》，28，9，1281-1302，（1998）·Zbl 0933.76041号 [35] Breuer，M.，Direkte numerische simulation und large-eddy simulating turbulenter strömungen auf hochleistungsrechnern，（2002），《生活习惯》，爱尔兰大学纽伦堡分校，Berichte aus der strömongstechnik；Shaker Verlag亚琛 [36] Stone，H.L.，多维偏微分方程隐式逼近的迭代解，SIAM J Num Ana，5，530-558，（1968）·Zbl 0197.13304号 [37] Rhie，C.M。；Chow，W.L.，带后缘分离的孤立翼型湍流数值研究，AIAA J，211525-1532，（1983）·兹伯利0528.76044 [38] 莫瑟，R.D。；Kim，J。；Mansour，N.N.，湍流通道流动的直接数值模拟re{τ}=590，《物理流体》，11943-945，（1999）·Zbl 1147.76463号 [39] 朗，M。；O.马尔森。；Rist，美国。；Wagner，S.，层流分离气泡过渡的实验和数值研究，（Wagneer，S.；Rist，U.；Heinemann，H.-J.；Hilbig，R.，《数值和实验流体力学的新结果III，数值流体力学和多学科设计注释》，（2002），施普林格-柏林-海德堡），207-214 [40] O.马尔森。；Rist，美国。；Wagner，S.，展向调制扰动对分离边界层过渡的影响，AIAA J，42，5，937-944，（2004） [41] Burgmann，S。；Schröder，W.，通过时间分辨和扫描PIV测量研究分离气泡的涡致不稳定性，Exp Fluids，45，675-691，（2008） [42] 维斯巴尔，M.R。；戈德尼尔（R.E.Gordnier）。；Galbraith，M.C.，低雷诺数下移动和柔性机翼的高精度模拟，实验流体，46，903-922，（2009） [43] Galbraith，M.C.，通过SD7003翼型的低雷诺数过渡流的隐式大涡模拟。硕士论文。，（2009），Cinicinati大学 [44] Schmidt，S.，Entwicklung einer hybriden LES-URANS Method für interne und externe Strömungen，（2016），Strömungsmechanik教授，博士论文。德国汉堡赫尔穆特·施密特大学，http://edoc.sub.uni-hamburg.de/hsu/volltexte/2016/3141/ [45] Germano，M。；美国皮奥梅利。；梅因，P。；Cabot，W.H.，《动态亚脊尺度涡流粘度模型》，《物理流体A》，31760-1765，（1991）·Zbl 0825.76334号 [46] Lilly，D.K.，《Germano亚脊尺度闭合方法的改进建议》，Phys Fluids A，4633-635，（1992） [47] 伍德，J.N。；De Nayer，G。；施密特，S。；Breuer，M.，《光滑刚性半球湍流的实验研究和大涡模拟》，flow Turbul Combust，97，79-119，（2016） [48] 奥尔森，D.A。；Katz，A.W。；Naguib，A.M。；Koochesfahani，M.M。；Rizzetta，D.P。；Visbal，M.R.，《关于低雷诺数翼型上流动分离实验表征的挑战》，Exp Fluids，5411470-1480，（2013） [49] 沙恩德尔，W。；Manhart，M.，壁挂式圆柱体周围流动的壁剪切应力估计的可靠性，计算流体，128，16-29，（2016）·Zbl 1390.76217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。