您推荐使用哪种工具/指标来评估大涡模拟的质量和有效性?

计算科学 流体动力学
2021-12-13 05:32:09

大涡模拟背后的想法是明确地求解由计算网格解析的流动尺度,并对子网格尺度进行建模。理想情况下,这些尺度之间的截止点位于局部湍流场的惯性范围内。这是因为 Kolmogorov 的假设预测了该惯性范围内湍流的普遍行为,因此对于子网格尺度应该可以进行准确的建模。在实践中,除非我们考虑具有各向同性湍流的简单周期框,否则解析尺度和子网格之间的截止不会发生在域中每个点的惯性范围内。这就引出了一个问题:我们如何知道我们当前的模拟是否与 LES 框架一致?

您使用哪种方法来评估您的 LES?您是否使用小尺度的隐式或显式过滤是否重要?

2个回答

在 LES 方面,我并不是真正的专家,但我相信以下论文可能是一个很好的起点:

“工程 LES 应用的评估措施”I. Celik、M. Klein 和 J. Janicka、J. Fluids Eng。131, 031102 (2009), DOI: 10.1115/1.3059703

在最近的一篇论文中,Georgiadis 等人。提出了一种有用但有限的方法。他首先发表了一个精明的评论,通常 LES 研究人员在处理有些复杂的几何图形时会运行他们能够负担得起的最精细的网格。这为详尽的网格影响研究留下了一点余地。请注意,我在这里没有使用网格独立性,因为对于隐式 LES,这在数学上是荒谬的:更改网格也会影响您的湍流建模,而不仅仅是数字。无论如何,他建议进行以下测试:

如果已经在基线计算网格上获得了解决方案,那么通过移除每个坐标方向上的每隔一个网格点构建的更粗略的网格将导致解决方案只需要八分之一的资源(假设时间步长保持不变)作为基线。我们相信这是一个值得获得的结果。

他认为,如果结果在质量上具有可比性,这很好地表明基线 LES 至少是有效的。另一方面,如果粗网格简单地崩溃或产生明显的非物理结果,这可能意味着原始 LES 无效并需要更高的分辨率。