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《XY-SAS模型中不同网格尺度限制器的影响分析》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、2014年12月北京航空航天大学学报December2014第40卷第12期JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsV01.40No.12XY-SAS模型中不同网格尺度限制器的影响分析郑玮琳阎超+(北京航空航天大学航空科学与工程学院,北京100191)摘要:XY-SAS(Xu&YanScaleAdaptiveSimulation)模型通过在SA(Spalart-Allma-ras)模型耗散项的湍流尺度中引入基于平均涡量的冯卡门长度尺度,在不稳定流动区域具有类似LES(La
2、rgeEddySimulation)的计算性能,且不存在DES(DetachedEddySimulation)方法中RANS(ReynoldsAveragedNavier.Stokes)与LES的交界面问题.由于SAS类模型预测的湍流能谱存在高波数衰减不足的缺陷,需要进一步在湍流尺度中引入网格尺度作为限制器.采用不同形式的网格尺度限制器构造了3种XY.SAS模型,对Re=3900的圆柱绕流进行数值模拟,并与DES及实验数据进行比较.结果表明网格尺度限制器对XY.SAS模型的计算性能有较大影响,以最小网格间距作为高波数衰减限制器是较为合理的
3、选择,此时模型对于大分离流动能够达到DES的模拟能力.关键词:XY—SAS模型;冯卡门长度尺度;网格尺度;湍流模型;分离流动中图分类号:V211.3文献标识码:A文章编号:1001-5965(2014)12-1725-05InfluenceanalysisongridscalelimiterofXY-SASmodelZhengWeilinYanChao‘(SchoolofAeronauticScienceandEngineering,BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Beijing
4、100191,China)Abstract:TheXu&Yanscaleadaptivesimulation(XY—SAS)modelisbasedontheintroductionofthevonKarmanlengthscaleintothedestructiontermofspalart·allmaras(SA)turbulencemodel,whichresultsinalargeeddysimulation(LES)-likebehaviorinunsteadyregionsoftheflowfieldwithoutexplic
5、itgriddepend—ence.BecausetheSASmodelscouldnotprovidesufficientdampingofthesmallestscales,thegridspacingwasintroducedasthehighwavenumberdampinglimitation.ThreedifferentXY—SASmodelswereconstructedbyusingvariousgridlimitersandweretestedbythenumericalexampleofcircularcylinder
6、atRe=3900.Thenumericalresultswerecomparedwithdetachededdysimulation(DES)andexperimentaldata.Itisconcludedthat,thegridlimiterhasastronginfluenceontheperformanceofthemodelandtheminimumgridspacingisagoodlimitation,underwhichtheXY—SASmodelperformsaswellasDESmethod.Keywords:XY
7、—SASmodel;yonKarmanlengthscale;gridspacing;turbulencemodel;separationflow随着计算机技术的飞速发展,数值模拟方法在湍流研究中起到越来越重要的作用.其中,RANS/LES混合方法对传统RANS(ReynoldsAveragedNavier.Stokes)方法感到棘手的大尺度分离问题特别有效,其网格需求量远小于理想的LES(LargeEddySimulation)方法,仅略大于三维的RANS,并且对于耗散大的数值格式也能够给出令人满意的结果,是当前计算资源有限条件下的合理
8、选择和切实可行的方法.因此自问世起就受到国内外湍流研究界的广泛关注,引发了RANS/LES混合方法的研究热潮¨。21.SAS(ScaleAdaptiveSimulation)模型最早是由Men
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