有什么区别LES-SGS模型和基于跑的湍流模型吗?

Question

我的新的世界大涡模拟(LES)模型,我想知道有什么区别LES次网格尺度模型Smagorinsky-Lilly模型和一个方程Reynolds-Averaged n - s Spalart-Allmaras(跑)的基础模型。他们都是基于布西涅斯克涡流粘度(\μ美元)假说,使用造型\μ美元的一个方程的方法。然而,没有人使用RAS Smagorinsky-Lilly模型或Spalart-Allmaras莱斯。

这两个模型之间的区别是什么,什么样的物理过程应用到吗?

Answer 1

莱斯和跑之间最大的区别是,LES相反,跑假定美元\眉题{u ' _i} = 0(参见美元Reynolds-averaged n - s方程)。在LES过滤器是基于空间和行为减少尺度运动的振幅,而在跑的时间过滤删除所有尺度运动与时间尺度小于滤波器的宽度。

我推荐阅读Terzi Frohlich、Jochen和多米尼克·冯·。“混合LES /跑的方法模拟湍流流动。”Progress in Aerospace Sciences 44.5 (2008): 349-377。

从那纸,特别是部分莱斯和跑方程结构相似,您可以看到对于莱斯方程得到解决本质上是相同的和跑,然而,物理学是不同的。跑的主要区别在于,未结束的任期是一个函数的湍流动能和湍流耗散率而在LES关闭项是依赖于长度数值网格的规模。所以在运行网格分辨率的结果是独立的!

模型满足LES模型如果它显式地包含在一个或另一种方式计算网格的步长。运行模型,相比之下,只有依靠物理量,包括几何特性,比如墙上的距离。

典型的流程,这图总结了很好。DNS解决所有尺度运动,一直到柯尔莫哥洛夫规模。LES接下来解决大部分的尺度,最小的漩涡被建模。跑在另一端的频谱从DNS,只解决大规模的涡流和剩下的尺度建模。

上图是安德烈赞美上帝的讲座:http://www.bakker.org/dartmouth06/engs150/10-rans.pdf

DNS:非常小规模的流(例:湍流边界层)。目前对于大多数问题难以计算。

莱斯:旨在解决DNS的姿态和揭示了涡流的计算成本隐藏在跑的意思。有利于沿海企业规模2 d模拟和实验室规模可能3 d模拟高度优化的并行代码。

跑:这是最昂贵的方法,用于计算湍流模型,但它是真的不是很好当某些现象不能平均,如不稳定。声波也错误地建模,因为他们本质上是不稳定的过程,不能平均,所以通常建模者将曲柄湍流粘度和数值从系统移除声波。

这展示了莱斯之间的主要区别和跑。