大渦模擬簡(jiǎn)單介紹

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1、WORD格式整理《粘性流體力學(xué)》小論文題目：淺談大渦模擬學(xué)生姓名：丁普賢學(xué)生學(xué)號(hào)：103911018完成時(shí)間：2010/12/16學(xué)習(xí)參考資料分享WORD格式整理淺談大渦模擬丁普賢（中南大學(xué),能源科學(xué)與工程學(xué)院，湖南省長(zhǎng)沙市，410083）摘要：湍流流動(dòng)是一種非常復(fù)雜的流動(dòng)，數(shù)值模擬是研究湍流的主要手段，現(xiàn)有的湍流數(shù)值模擬的方法有三種：直接數(shù)值模擬、大渦模擬和雷諾平均模型。本文主要是介紹大渦模擬，大渦模擬的思路是：直接數(shù)值模擬大尺度紊流運(yùn)動(dòng)，而利用亞格子模型模擬小尺度紊流運(yùn)動(dòng)對(duì)大尺度紊流運(yùn)動(dòng)的影響。大渦模擬在計(jì)算時(shí)間和計(jì)算費(fèi)用方面是優(yōu)于直接數(shù)值模

2、擬的，在信息完整性方面優(yōu)于雷諾平均模型。本文還介紹了對(duì)N-S方程過(guò)濾的過(guò)濾函數(shù)和一些廣泛使用的亞格子模型，最后簡(jiǎn)單對(duì)一些大渦模擬的應(yīng)用進(jìn)行了闡述。關(guān)鍵詞：計(jì)算流體力學(xué)；湍流；大渦模擬；亞格子模型學(xué)習(xí)參考資料分享WORD格式整理AsimplestudyofLargeEddySimulationDINGPuxian(CentralSouthUniversity,SchoolofEnergyScienceandPowerEngineering,Changsha,Hunan,410083)Abstract：Turbulentflowisaverycomp

3、lexflow,andnumericalsimulationisthemainmeanstostudyit.Therearethreenumericalsimulationmethods:directnumericalsimulation,largeeddysimulation,ReynoldsaveragedNavier-Stokesmethod.Largeeddysimulation(LES)ismainlyintroducedinthispaper.ThemainideaofLESisthatlargeeddiesareresolveddi

4、rectlyandtheeffectofthesmalleddiesonthelargeeddiesismodeledbysubgridscalemodel.Largeeddysimulationcalculationincomputingtimeandcostissuperiortodirectnumericalsimulation,andobtainmoreinformationthanReynoldsaveragedNavier-Stokesmethod.TheNavier-Stokesequationsfilteringfilterfun

5、ctionandsomeextensiveuseofthesubgridscalemodelaresimplydiscussedinthispaper.Finally,somesimpleapplicationsoflargeeddysimulationaretold.Keywords：computationalfluiddynamics;turbulence;largeeddysimulation;subgridscalemodel學(xué)習(xí)參考資料分享WORD格式整理0引言無(wú)論是在自然界還是在工程中，流體的流動(dòng)很多都是湍流流動(dòng)，例如，山中的流水，飛

6、流直下的瀑布，飛機(jī)機(jī)翼旁邊的氣體流動(dòng)，噴嘴的射流，爐內(nèi)的氣體流動(dòng)等等。湍流是一種非常復(fù)雜的流動(dòng)，復(fù)雜性表現(xiàn)在于湍流流動(dòng)的隨機(jī)性、有旋性、統(tǒng)計(jì)性。雖然已經(jīng)可以用N-S方程描述各種流動(dòng)，但是由于方程組的強(qiáng)耦合性和非線(xiàn)性，這樣對(duì)于解這些偏微分方程帶來(lái)很大的困難，所以研究湍流的方法主要是實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬。但是由于有些實(shí)驗(yàn)難以實(shí)現(xiàn)，例如機(jī)翼附近的空氣流動(dòng)，故數(shù)值模型的方法得到了研究人員的青睞?，F(xiàn)有的湍流數(shù)值模擬方法有3種[1]：直接數(shù)值模擬，大渦數(shù)值模擬和雷諾平均模擬。直接數(shù)值模擬不需要對(duì)湍流建立模型，采用數(shù)值計(jì)算直接求解流動(dòng)的控制方程；工程中廣泛應(yīng)用的湍流

7、數(shù)值模擬方法采用雷諾平均模型，這種方法將流動(dòng)的質(zhì)量、動(dòng)量和能量輸運(yùn)方程進(jìn)行統(tǒng)計(jì)平均后建立模型；大渦數(shù)值模擬的主要思想是：大尺度湍流直接利用數(shù)值求解，只對(duì)小尺度湍流脈動(dòng)建立模型。由于直接數(shù)值模擬需要較大計(jì)算機(jī)內(nèi)存和時(shí)間，而雷諾平均模型得到信息不夠多，但是大渦數(shù)值模擬(LES)有兩者的優(yōu)點(diǎn)，所以對(duì)于大渦模擬的研究是相當(dāng)有必要的。本文將對(duì)大渦模擬及其應(yīng)用和亞格子模型進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹。1大渦模擬目前計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力仍對(duì)數(shù)值模擬紊流時(shí)所采用的網(wǎng)格尺度提出了嚴(yán)格的限制條件。人們可以獲得尺度大于網(wǎng)格尺度的紊流結(jié)構(gòu)，但卻無(wú)法模擬小于該網(wǎng)格尺度的紊動(dòng)結(jié)構(gòu)。大渦模擬的

8、思路是：直接數(shù)值模擬大尺度紊流運(yùn)動(dòng)，而利用次網(wǎng)格尺度模型模擬小尺度紊流運(yùn)動(dòng)對(duì)大尺度紊流運(yùn)動(dòng)的影響[2]。大渦模擬較直接數(shù)值模擬占計(jì)算機(jī)的