联系我们 大涡模拟的网格与时分步长

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最近群里不异有东谈主问LES的问题,这些问题多半蓄积在网格和时分步长的承袭上。群里打字不便捷,不如在这里归来一下。

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LES诡计其实挺难题的,主要体当今以下方面:(1)对网格条款很高,或者说具有热烈的网格依赖性。(2)诡计时需要继承相称小的时分步长。这两方面原因导致LES诡计资源徒然相称高,调试起来也很难题。

1 网格

LES实质上中枢是一个过滤器,其将流动中产生的涡按尺寸进行筛分,只商酌尺寸大的涡,而小尺寸的涡继承模化求解。那么问题来了:忽略多大模范的涡才不会对诡计后果产生显豁的影响?这个问题拦阻易回应,咫尺相比一致的不雅点是:至少要或者捕捉出奇80%的涡能量才不错。好音信是流动中产生的大齐小涡佩戴的能量齐相比少,是以咱们不错忽略掉大齐的小尺寸的涡而不会导致诡计后果显豁变差。

求解器或者捕捉多大尺寸的涡,最大的决定性要素是网格尺寸。要捕捉一个涡至少需要4个网格(也有不雅点以为至少需要9个网格,不一而论),如下图所示。当湍流涡直径小于网格尺寸时,此涡被以为是小涡,然后被模化求解(继承涡粘模子求解),其脉动能量被忽略。

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▲ 湍流涡贬责有筹办

LES对湍流涡的贬责如下图所示,由于网格的领域,导致小于网格尺寸的涡无法被解析,于是将其手脚能量耗散(贬责手法等同于RANS)。具体细节较为复杂,有敬爱敬爱不错参阅联系专科文件。

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▲ 湍动能谱

说了半天如故莫得实质可操作性,咱们已经不知谈网格应该良好到什么进度工夫称心LES诡计。底下给出咫尺常继承的评价形态。

当先界说两个尺寸:

积分长度模范(integral length scale)

积分长度模范界说为:

这里的为湍动能;为湍流耗散率;为湍流比耗散率。

网格尺寸

网格尺寸不错这样诡计:

这里为网格体积。

有了这两个尺寸之后,界说一个新的变量,其界说为:

LES诡计条款LRV的值大于10(风趣是在一个积分长度模范内至少存在10个网格)。

在Fluent中不错这样操作:

先讹诈RANS模子进行诡计,得到湍动能、湍流耗散率及比耗散率等参数新建一个场变量函数,界说LRV

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▲ 界说变量LRV检讨诡计域内LRV溜达,淌若遑急区域LRV的值大于10,基本不错以为网格称心条款,固然最佳是沿途区域的LRV齐大于10,但这无为难以已毕淌若LRV小于10,默示该区域网格需要加密

网格尺寸是一个很要道的要素,其平直决定了LES诡计后果是否有用(扎眼这里说的不是过失,是有用性。因为淌若用于LES诡计的网格尺寸过粗,会导致诡计后果严重偏离实在值,这时还不如用其他的如DES,联系我们SBES之类的搀杂模子,惟恐候以致还不如URANS)。

LES对网格另外一个条款是网格质地。表当今这几个方面:

LES诡计时热烈冷漠使用六面体网格。四面体或多面体网格对诡计精度负面影响相称大。LES条款较为均匀的网格。LES对网格长宽比条款较高,无为需要限度长宽比在10以内(这个与求解器关连,尽量小点儿,没那么严格)LES对正交质地条款较高,应尽可能地进步网格正交质地淌若诡计域内存在壁面领域,领域层网格条款Y+小于1,并且还需要保证领域层区域内网格的长宽比不成太大。除此之外,LES还条款领域层区域壁面法向标的有豪阔多的网格,无为条款20层以上。

以上对网格的条款会导致LES诡计模子的网格数目暴增,使用者在使用之前应多情愫准备。

2 时分步长

由于LES需要较为良好的诡计网格,导致时分步长也只可得回绝顶小。

LES诡计最大时分步长应称心:

组选类型判断:最近5期排列三开出2次组六号码,本期重点关注组六号码出现。

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式中,为网格尺寸;为网格内的平均流速。

商酌到网格内瞬时速率与平均速率的互异,保守起见,不错搞一个安全因子来决定时分步长,如:

在进行诡计之前并不知谈网格里面的速率值,因此在LES诡计之前,不错先进行RANS诡计,得到网格里面的速率值,并由此来评估

在RANS诡计结束后,后贬责检讨变量Cell Convective Courant Number的溜达,确保其值最大值小于1,如下图所示。

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app开发▲ 检讨库朗数

由于LES诡计进程中的网格尺寸很小,是以当流速很大时,时分步长会相称小,从而导致诡计资源徒然相称大。

(本文结束)

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