[第15讲-湍流及转捩3.pptVIP

Copyright by Li Xinliang Copyright by Li Xinliang 计算流体力学讲义 第十五讲 湍流与转捩 （3） 李新亮 lixl@ ；力学所主楼219； 知识点： * 讲义、课件上传至 (流体中文网） - “流体论坛” -“ CFD基础理论 ” 讲课录像及讲义上传至网盘 /browse.aspx/.Public Copyright by Li Xinliang 湍流的大涡模拟(LES) 滤波，涡粘模型，相似模型，梯度模型，动力学模型 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 湍流模式理论（RANS）： 计算量较小，但普适性差，很难找到通用的模型 § 14.6 湍流大涡模拟简介 原因： 湍流脉动的多尺度性 大尺度脉动： 受几何条件、外部因素影响强烈。 复杂、多态、强各向异性 思路： 小尺度脉动受平均流影响较小，更容易模化 大涡模拟（LES）： 流动= 大尺度流动 + 小尺度脉动 直接求解 通过模型，由大尺度量给出 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 大尺度区 惯性区 耗散区 可压均匀各向同性湍流的能谱 受几何条件，外部因素影响强烈，只能直接求解 受外部因素影响较弱，容易模化 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 滤波 a. 盒式滤波 b. 谱截断滤波 c. Gaussian型滤波 14.5.1 不可压缩湍流的大涡模拟简介 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 设 的滤波尺度为 2. 滤波的性质 A.若采用Box 滤波及谱截断滤波则： 令： 则: B. 若采用一般的滤波器则： 如采用Gaussian型滤波有如下性质 相当于 尺度的滤波 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 3. 基本方程 大尺度量满足的方程 滤波： 亚格子Reynolds应力 性质： 由于通常情况下 LES亚格子Reynolds应力与RANS的Reynolds应力形式有所区别 RANS Leonard应力 特点： 无需模型，可直接计算 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 4. 亚格子Reynolds应力模型 （1） Smagorinsky 模型 其中 特点： 模型简单，鲁棒性好 缺点： 在层流区耗散过大，在近壁区不适用。 需要衰减函数 A. 基本模型 隐式滤波 涡粘模型 常用的衰减函数： 算出 后，乘以该函数即可 只需将原先的粘性系数 换成 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. （2）相似模型 假设不同尺度对雷诺应力的贡献是相似的 将上式中的 换成 得 即相似模型 该模型预测雷诺应力的准确度有所提高 但该模型预测的雷诺应力偏低 小尺度 大尺度 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile . Copyright 2004-2011 Aspose Pty Lt