物理学 > 流体动力学
[提交于 2023年11月2日
]
标题: 用于在OpenFOAM中使用对称保持离散的大涡模拟的最小耗散模型
标题: Minimum-dissipation model for large-eddy simulation using symmetry-preserving discretization in OpenFOAM
摘要: 最小耗散模型被应用于通道流动至$Re_\tau = 2000$,圆柱体后的流动至$Re=3900$,以及周期性山丘上的流动至$Re=10595$。 数值模拟是在基于有限体积方法的 OpenFOAM 中进行的。 我们在结构化网格上使用了 OpenFOAM 中的对称保持和标准二阶精度离散方法。 结果与 DNS 和实验数据进行了比较。 通道流动的结果表明,静态 QR 模型的表现与动态模型相当,同时降低了计算成本。 模型常数$C=0.024$提供了最准确的预测,随着网格分辨率的增加,亚网格模型的贡献减少,并且如果使用精细网格,其贡献变得非常小(小于 0.2 分子粘度)。 此外,QR 模型能够在不使用壁面阻尼函数的情况下准确预测到$Re_\tau = 2000$的平均速度和均方根速度。 对称保持离散方法在$Re_\tau=1000$处优于标准的 OpenFOAM 离散方法。 圆柱体流动的结果表明,平均速度、阻力系数和升力系数与实验数据有良好的一致性,且与 QR 模型结合的中心差分方案预测结果更好。 针对周期性山丘流动进行的各种比较表明,在 OpenFOAM 中需要结合最小耗散模型使用中心差分方案。 最佳模型常数再次是$C=0.024$。 单个风力涡轮机模拟显示,QR 模型能够准确预测复杂旋转情况下的结果。
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