直接數(shù)值模擬與大渦模擬后臺(tái)階湍流流動(dòng).pdf

1、本文編制了一套二維湍流的計(jì)算機(jī)程序，可用于在交錯(cuò)網(wǎng)格系統(tǒng)下對(duì)后臺(tái)階湍流流動(dòng)的流場(chǎng)進(jìn)行直接數(shù)值模擬(DNS)與大渦模擬(LES)。在DNS中，采用改進(jìn)的MAC方法求解非定常N-S方程，時(shí)間項(xiàng)離散采用二階格式；在LES中，采用k方程亞網(wǎng)格尺度模型(KSGS)描述亞網(wǎng)格湍流粘性，SIMPLE算法和混合差分格式對(duì)控制方程進(jìn)行求解。并將兩種數(shù)值模擬方法(改進(jìn)的MAC與KSGS)的計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，研究結(jié)果表明，兩種方法都能得到令人滿意的

2、計(jì)算結(jié)果，但DNS結(jié)果要比LES更加符合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，其精度也高于LES，同時(shí)直接數(shù)值模擬的計(jì)算工作量也要比大渦模擬大得多。 本文在DNS中還分別采用二階顯式混合差分格式和四階緊致格式離散動(dòng)量方程；采用隱式五點(diǎn)中心差分和九點(diǎn)中心差分格式離散壓力Poisson方程，并數(shù)值分析不同差分格式對(duì)DNS計(jì)算結(jié)果和誤差的影響，研究表明不同差分格式對(duì)后臺(tái)階湍流流動(dòng)和收斂性都有較大的影響。數(shù)值研究不同的進(jìn)口速度分布對(duì)DNS所得的后臺(tái)階湍流流場(chǎng)的影響