Análisis estadístico de enfoques de modelado de subrejilla dinámico en simulación de grandes remolinos
Autores: Hossen, Mohammad Khalid; Mulayath Variyath, Asokan; Alam, Jahrul M.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Análisis estadístico de enfoques de modelado de subrejilla dinámico en simulación de grandes remolinos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Simulación de grandes remolinos
Flujos turbulentos
Modelos dinámicos de subrejilla
Energía cinética
Estiramiento de vórtices
Cascada de energía
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 37
Citaciones: Sin citaciones
En la simulación de grandes remolinos (LES) de flujos turbulentos, los modelos dinámicos de subredes tendrían en cuenta una cascada promedio de energía cinética desde las escalas más grandes hasta las más pequeñas del flujo. Sin embargo, no está claro cuáles de los procesos dinámicos más críticos pueden garantizar el criterio mencionado anteriormente. Además, la evidencia de que la elongación de vórtices es el mecanismo principal de la cascada no está fuera de cuestión. En este artículo, estudiamos características estadísticas esenciales de la elongación de vórtices. Nuestros resultados numéricos demuestran que la tasa de elongación de vórtices proporciona la tasa de disipación de energía necesaria para modelar la turbulencia a escala de subred. Hemos comparado la interacción de las tensiones de subred con las cantidades filtradas entre cuatro modelos utilizando invariantes del tensor de gradiente de velocidad. La probabilidad individual y conjunta de la elongación de vórtices y la amplificación de la deformación muestra que la tasa de elongación de vórtices está altamente correlacionada con la tasa de cascada de energía. Las estructuras de flujo en forma de lámina están correlacionadas con la disipación viscosa, y los tubos de vórtices están más estirados que comprimidos. Los resultados generales indican que el mecanismo de estiramiento extrae energía del movimiento de deformación a gran escala y la transfiere a vórtices estirados a pequeña escala.
Descripción
En la simulación de grandes remolinos (LES) de flujos turbulentos, los modelos dinámicos de subredes tendrían en cuenta una cascada promedio de energía cinética desde las escalas más grandes hasta las más pequeñas del flujo. Sin embargo, no está claro cuáles de los procesos dinámicos más críticos pueden garantizar el criterio mencionado anteriormente. Además, la evidencia de que la elongación de vórtices es el mecanismo principal de la cascada no está fuera de cuestión. En este artículo, estudiamos características estadísticas esenciales de la elongación de vórtices. Nuestros resultados numéricos demuestran que la tasa de elongación de vórtices proporciona la tasa de disipación de energía necesaria para modelar la turbulencia a escala de subred. Hemos comparado la interacción de las tensiones de subred con las cantidades filtradas entre cuatro modelos utilizando invariantes del tensor de gradiente de velocidad. La probabilidad individual y conjunta de la elongación de vórtices y la amplificación de la deformación muestra que la tasa de elongación de vórtices está altamente correlacionada con la tasa de cascada de energía. Las estructuras de flujo en forma de lámina están correlacionadas con la disipación viscosa, y los tubos de vórtices están más estirados que comprimidos. Los resultados generales indican que el mecanismo de estiramiento extrae energía del movimiento de deformación a gran escala y la transfiere a vórtices estirados a pequeña escala.