Динамические подсеточные модели для LES-технологии

Abstract

Турбулентный пограничный слой на плоской пластине численно моделируется посредством экономичной LES-технологии для числа Рейнольдса, равного 105, используя пристенную модель. Маломасштабные движения параметризованы посредством динамической подсеточной модели вихревой вязкости и динамической смешанной подсеточной модели. В явном виде записана операция первичного и вторичного фильтрования и получено ее представление в конечно-разностной форме. Исследовано влияние величины отношения ширины вторичного фильтра к ширине первичного на динамический подсеточный коэффициент. Численное моделирование выполнено для того, чтобы изучить среднюю скорость, полные турбулентные напряжения, диссипацию подсеточной энергии турбулентности и динамический подсеточный коэффициент. Существует хорошее согласие между вычисленным профилем средней скорости, турбулентными статистиками и экспериментальными данными.

Турбулентний пограничний шар на плоскiй пластинi чисельно моделюється за допомогою економiчної LES-технологiї для числа Рейнольдса, яке дорiвнює 105, використовуючи пристiнкову модель. Маломасштабнi рухи параметризуються за допомогою динамiчної пiдсiткової моделi вихрової в'язкостi та динамiчної змiшаної пiдсiткової моделi. В явному видi записана операцiя первинного та вторинного фiльтрування i отримано її представлення в кiнцево-рiзницевiй формi. Дослiджено вплив величини вiдношення ширини вторинного фiльтра до ширини первинного на динамiчний пiдсiтковий коефiцiєнт. Чисельне моделювання виконано для того, щоб вивчити середню швидкiсть, повнi турбулентнi напруги, диссипацiю пiдсiткової енергiї турбулентностi i динамiчний пiдсiтковий коефiцiєнт. Iснує добра згода мiж розрахованим профiлем середньої швидкостi, турбулентними статистиками та експериментальними даними.

The turbulent boundary layer on a flat plate is simulated by economical LES-technique for a Reynolds number of 105, using wall model. The small-scale motions were parametrized by dynamic subgrid-scale eddy viscosity model and dynamic subgrid-scale mixed model. In an explicit definition the operation of primary and secondary filtering is described and her representation in a finite-difference form is received. The influence of size of relation of width of the secondary filter to width primary filter on dynamic subgrid-scale factor is investigated. The simulation were performed to study the mean velocity, the total turbulent stresses, the subgrid-scale turbulence energy dissipation and dynamic subgrid-scale coefficient. There is good agreement between the computer mean-velocity profile, turbulence statistics and experimental data.