粗网格大涡模拟中各向异性亚网格应力的分析
摘要：大涡模拟（LES）对具有粗网格分辨率的湍流剪切流的异性次网格（SGS）应力的必要性进行了讨论。我们将SGS应力分解为两部分，以观察 SGs应力在湍流剪切流中的作用，除了网格尺度（GS或已解决尺度）和SGS之间的能量转移之外 。一部分是各向同性涡粘性项，贡献了能量转移; 另一部分是与能量转移分离的剩余异性项。我们研究了伴随SGS应力分解的湍流通道流中GS雷诺应力的预算方程。此外，我们考察了中等和粗滤波器长度的情况；传统的涡粘性模型可以相对准确地预测中等滤波器情况下的平均速度剖面，而对于粗滤波器情况则无法准确预测。对GS湍动动能的预算显示，异性SGS应力对能量转移的贡献可以忽略不计。相反，当滤波器尺寸较大时，异性应力对GS雷诺应力的流向和跨向分量有着巨大且非耗散的贡献。即使在中等滤波器情况下，异性应力对横向GS雷诺应力的预算也有积极的贡献。经过频谱分析的预算揭示了该正贡献在与壁面附近条纹间距一致的尺度上非常突出。因此，我们推测异性应力对相干结构的产生机制有所贡献。预测异性应力对预算的正贡献是进一步改进SGS模型的关键。
作者：Kazuhiro Inagaki and Hiromichi Kobayashi
论文ID：2301.12672
分类：Fluid Dynamics
分类简称：physics.flu-dyn
提交时间：2023-08-22