词条 | 大涡模拟 |
释义 | 基本解释:大涡模拟,英文简称LES(Large eddy simulation),是近几十年才发展起来的一个流体力学中重要的数值模拟研究方法。它区别于直接数值模拟(DNS)和雷诺平均(RANS)方法。其基本思想是通过精确求解某个尺度以上所有湍流尺度的运动,从而能够捕捉到RANS方法所无能为力的许多非稳态,非平衡过程中出现的大尺度效应和拟序结构,同时又克服了直接数值模拟由于需要求解所有湍流尺度而带来的巨大计算开销的问题,因而被认为是最具有潜力的湍流数值模拟发展方向。 由于计算耗费依然很大,目前大涡模拟还无法在工程上广泛应用,但是大涡模拟技术对于研究许多流动机理问题提供了更为可靠的手段,可为流动控制提供理论基础,并可为工程上广泛应用的RANS方法改进提供指导。 大涡模拟方法其主要思想是大涡结构(又称拟序结构)受流场影响较大,小尺度涡则可以认为是各向同性的,因而可以将大涡计算与小涡计算分开处理,并用统一的模型计算小涡。在这个思想下,大涡模拟通过滤波处理,首先将小于某个尺度的旋涡从流场中过滤掉,只计算大涡,然后通过求解附加方程得到小涡的解。过滤尺度一般就取为网格尺度。显然这种方法比直接求解RANS 方程和DNS 方程效率更高,消耗系统资源更少,但却比湍流模型方法更精确。 大涡模拟的基本操作就是低通滤波。一个LES滤波器可以被用在时空场 Φ(x,t)中实现时间滤波或空间滤波或时空滤波。 |
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