05-直接数值模拟

ejiang University 浙江大学航空航天学院流体工程研究所 6 湍流直接数值模拟的基本原理( 1) ? DNS 的作用?实验的困境?无法精确测量压力脉动、涡量分布很难测量?直接数值模拟则能提供细致而全面的数据资料?利用直接数值模拟的数据库还能对湍流模型进行评价? DNS 的困难?模拟要求很高的时空分辨率?为了求解统计特性,需要足够多的样本数? DNS 的计算量? 1972 年 Orzag& Patterson 首先对各向同性湍流进行了模拟,计算网格采用?目前计算各向同性湍流最大网格数可达?目前能够实现直接计算的实际流动? DNS 的特点? DNS 的特点 IFE , Zhejiang University 浙江大学航空航天学院流体工程研究所 7 湍流直接数值模拟的基本原理( 2) ?对于均匀各向同性湍流? DNS 的空间分辨率? DNS 的空间分辨率 L 为了计算大尺度运动: 为了模拟小尺度运动: 其中 IFE , Zhejiang University 浙江大学航空航天学院流体工程研究所 8 湍流直接数值模拟的基本原理( 3) ?对于剪切湍流? DNS 的空间分辨率? DNS 的空间分辨率几种方法的网格比较谱方法四阶差分方法? DNS 的时间分辨率? DNS 的时间分辨率 IFE , Zhejiang University 浙江大学航空航天学院流体工程研究所 9 湍流直接数值模拟的基本原理( 4) ?准确性?平均运动的初边值?脉动运动的初边值?近似方法?先给出一个恰当的初边值条件?然后计算许多步(往往上万步),流动进入“真实”湍流?初边值条件?初边值条件 IFE , Zhejiang University 浙江大学航空航天学院流体工程研究所 10 湍流直接数值模拟的基本原理( 5) ?壁湍流?初始条件?层流+扰动场?边界条件?初边值条件?初边值条件进口出口远场