衰减旋转层流湍流中涡粘度模型的评估
摘要：旋转层流中大涡模拟（LES）的结果使用三种亚网尺度模型——恒定系数Smagorinsky模型、动态Smagorinsky模型和动态Clark模型——在没有迫使的大尺度各向同性初始条件下进行。LES结果与本地直接数值模拟（DNS）进行比较，以确定独立于网格的要求。选择了三种不同的布朗特-维斯兰频率与惯性波频率之比N / f，以评估LES模型的性能。雷诺数和N / f分别选择为（a）Case 1：Re = 3704，N / f = 5，（b）Case 2：Re = 6667，N / f = 40，以及(c) Case 3：Re = 6667，N / f = 138。该框架用于说明在地球物理流动中观察到的层化和旋转的相对大小。分析了各种量，包括湍动动能（tke）、湍动势能（tpe）、总耗散、势能和总能量谱及其通量，以了解不同LES模型的预测能力。结果表明，所有的SGS模型预测非常相似，而经典的Smagorinsky模型与DNS相比显示出最大的偏差。在N / f值增加的情况下，LES结果也显示出tke和tpe演化中的振荡增加以及耗散减少的效果。谱分析显示，动态Clark和Smagorinsky模型预测了大尺度物理现象（kappa < 10），而小尺度能量（10 < kappa < 64）被低估。
作者：Kiran Jadhav, Rahul Agrawal, and Abhilash J. Chandy
论文ID：2308.07978
分类：Fluid Dynamics
分类简称：physics.flu-dyn
提交时间：2023-08-17