● 摘要
随着计算机计算能力的提升,大涡模拟被越来越多的应用到工程应用中。在诸多影响大涡模拟的因素之中,亚格子模型的好坏起着至关重要的作用。亚格子模型中包含的信息代表着流场不同尺度之间的能量输运。在亚格子模型的建模过程中,标度率是一个可以描述湍流多尺度性质的重要工具。然而需要注意的是,在大涡模拟中,我们仅知道可解尺度流场的信息,因此我们不能运用全尺度的标度率。
目前,对于可解尺度标度率的研究还很缺乏。方乐在他的研究中理论推导了可解尺度标度率,但还缺乏相关的数值模拟作为验证。本论文研究的主要目的是通过不同的引入标度率的大涡模拟算例来对方乐的可解尺度湍流标度率研究作补充与验证。本论文的主要结果有:
通过高雷诺数均匀各向同性湍流的数值模拟,我们发现,全尺度标度率在大涡模拟中的应用是错误的。对于CZZS模型来说,动态计算的标度率会导致计算的不稳定,而引入固定的可解尺度标度率可以得到很好的模拟结果。
通过低雷诺数均匀各向同性湍流和槽道湍流的数值模拟,我们发现,方乐提出的可解尺度标度率在低雷诺数以及非均匀湍流中也是适用的。
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