大涡模拟的应用简介

AaronSpark

Liu和Chow对于LES的应用进行了一些回顾。1970年Deardorff首次应用LES方法计算了高雷诺数的二维渠道流动，时间平均速度和湍流强度分布的计算结果与实验结果吻合良好。1973年Yeh和VanAtta通过模拟实验确定了LES重要的模型常数，1979年Ferziger和Leslie首先阐述了LES的理论。迄今，LES已经成功地应用于多种湍流流动的数值模拟。Moin和Kim采用壁面附面层内层模型，详细说明此区域的湍流结构。Piomelli强调了滤波和亚格子模型的协调性，以保证较精确的模型湍流统计特性，并提出了剩余应力模型，较精确地预测渠道流动转捩区的平均速度和雷诺应力剖面。Tsai和Leslie对低雷诺数充分发展的湍流附面层进行了LES计算，给出了实验得不到的压力统计以及压力扩散对雷诺应力平衡方程的影响。Friedrich、Kobayashi、Ravikanth、Addad、Yu应用LES计算了掠后台阶流动，Jones、Yuan计算了喷射交叉流，考察了它作为湍流模拟方法的能力。计算得到的再附长度比Kim的实验结果达15-30%；与标准的二方程模型相比，沿流动方向的湍流强度明显减小，而接近再附点时出现峰值，这是较为合理的；并指出网格节点数的不足易于引起平均速度和湍流动能的分布振荡。Hamba应用LES方法模拟了湍流混合层中平均速度、湍流动能和湍流能量平衡等统计特性。Schidt和Schumann采用二阶封闭的亚格子模型得到了对流附面层的拟序结构以及较正确的惯性区频谱，Schumann还应用LES方法模拟了附面层中具有化学反应的湍流扩散，讨论了反应率、浓度比对湍流反应流的动力学和涡扩散的影响。显然，LES方法在一定条件下可以深化对通常湍流模型的本质认识。