LES和RANS中,离散的对象是相同的吗?
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这篇文章主要强调的是 RANS turbulence model does not always yield an ensemble average result,而一般认为 RANS 模型得到的是系综平均后的结果,是“稳态”的。比如那个二维圆柱绕流的例子,他用的是标准 k-epsilon 模型,一般认为标准 k-epsilon 无法得到涡街(前一阵子群里的 Him 也曾这么说过),不过他这里通过加密网格,使用中心差分,模拟出了涡街。但是,这里有很多细节没有提及,比如边界是怎么处理的,y+ 是多少等。标准k-epsilon模型,应该是要求 y+ 在对数区的,如果他加密得过分了,y+ 到了层流底层,然后还采用了一些类似 enhanced wall treatment 这样的方法来处理边界(其实主要就是计算边界附近的湍流粘度),那他这个还能不能算是标准 k-epsilon 模型就要打问号了。
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我说用standard k-epsilon一般不能把vortex shedding算出来,是指:
1)用圆柱(不是正方形)
1)用y+>30
2)测试一个很广的Re
3)使用跟omega-based的模型一样的入口(或者使用fluent的默认值),
4)并且得把阻力升力还有频率算对如果只是几个Re刚好只是碰巧有漩涡出现,那么这个模型就不是用来计算脱离的一般模型。雷诺数高了,总是有机会算出几个不稳定的流场。
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虽然LES和RANS在思路上差别很大,但是LES求解的过滤方程和RANS求解的(时间)平均方程数学形式上却极为类似,亚网格应力和雷诺应力在数学形式上也是完全对应的。也就是说,如果写出了一个过滤/平均NS方程,而不对其进行说明的话,是无法判断对NS方程进行了过滤还是平均的。可能这就是题主所困惑的地方,因为物理上完全不同的东西居然在数学上有一样的形式,不能不说是一种巧合。同时,这也是一类新的湍流模拟方法的出发点,即混合RANS/LES方法,通过在流场的不同区域分别采用RANS和LES进行模拟,可以有效地在计算代价和模拟精度上达到平衡。
作者:朱辉
链接:https://www.zhihu.com/question/20886265/answer/36169331
来源:知乎
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Standard KE不能算出漩涡脱离,是因为此模型会产生stagnation point anomaly,导致的现象就是物体附近非常大的nut,因此不能产生正确的漩涡脱离。
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如果使用standard KE,计算二维流场,在某个高雷诺数下把Cd, Cl, St都算对,那么说明碰对了,意思就是好运。这并不能说明standard KE可以算对漩涡脱离。
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