谱单元法在湍流数值模拟中的应用

作者：刘旭; 闫亭; 包艳^*

来源：科技通报, 2020, 36(05): 13-19.

DOI：10.13774/j.cnki.kjtb.2020.05.002

• 高精度谱单元方法
• 圆柱绕流
• 圆管湍流
• 湍流

采用高精度谱单元方法(spectral element method,SEM)对Re=3900下圆柱绕流和Re=5300下圆管湍流进行直接数值模拟(direct numerical simulation,DNS),将结果与大涡模拟结果(large eddy simulation,LES)、基于有限体积法(finite volume method,FVM)的DNS结果以及实验结果进行了对比分析。对圆柱绕流的量化分析结果显示,尾流中心线处流向平均速度的SEM计算结果与实验结果基本吻合,而LES方法则低估了回流区最大速度并高估了离圆柱较远区域流向速度的协方差。另一方面,圆管湍流的对比结果显示,SEM法结果与FVM法结果在一阶统计量上基本吻合,而在二阶统计量上则略有差异,表现为FVM方法结果的流向雷诺正应力预测值偏大,而环向与径向预测值偏小。

• 单位
  建筑工程学院; 上海交通大学