3D or 2D LES?
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http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0307904X12004994 :
Numerical simulation of cavitation around a two-dimensional hydrofoil using VOF method and LES turbulence model
上文作者对其使用2D LES进行了论证,感觉很有可能是收到审稿人质疑后添加上去的,原文翻译如下:
本文使用2DLES的原因在于3DLES太耗费计算资源。因此,就像其他工作一样(原作者在这里引用了5篇其他文献),当前的工作使用了2DLES进行模拟。正如3.3节所介绍的,RANS模拟的空化总是不满意,因此我们期望LES可以预测更好的结果。2DLES的准确性也被前人报告过,比如Kinzel等就发表了相关的工作(原作者在这里引用了2篇其他文献).Qin等以及Arnde等也使用了2DLES进行模拟。因此,对于某些特定的情况,2DLES是精准的。很明显,模拟结果和实验的符合也验证了这个说法。
http://www.csc.kth.se/~jhoffman/archive/papers/BreuerLESCC1998.pdf
LARGE EDDY SIMULATION OF THE SUBCRITICAL FLOW PAST A CIRCULAR CYLINDER: NUMERICAL AND MODELING ASPECTS
上文作者表示2D LES毫无所用
This is an illustrative proof that 2D
LES (as well as DNS) is useless, owing to the impact of three-dimensionality of the flow even in case of (nearly) two-dimensional flow problems. -
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东岳老师有发2D和3D LES的相关文章吗?我看书里面说LES is always 3D. 到底能否简化成2D呢。我看LESdeltas的代码cubeRootVolDelta.C中
const fvMesh& mesh = turbulenceModel_.mesh(); label nD = mesh.nGeometricD(); if (nD == 3) { delta_.primitiveFieldRef() = deltaCoeff_*pow(mesh.V(), 1.0/3.0); } else if (nD == 2) { WarningInFunction << "Case is 2D, LES is not strictly applicable\n" << endl; const Vector<label>& directions = mesh.geometricD(); scalar thickness = 0.0; for (direction dir=0; dir<directions.nComponents; dir++) { if (directions[dir] == -1) { thickness = mesh.bounds().span()[dir]; break; } } delta_.primitiveFieldRef() = deltaCoeff_*sqrt(mesh.V()/thickness); }
根据维度不同会分别计算delta,似乎delta是面积(体积除以厚度)开平方的值。并且还提醒2D不是严格适用,那满足什么条件2D才适用呢?
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CFD现在研究的问题跨度太大了,很难说二维大涡模拟就一定不对,具体情况需要具体分析。任何结论总是取决于研究的具体物理问题、问题的尺度、你所关心的细小结构等等等等。从这个角度讲,二维大涡模拟我认为只要能自圆其说,有理有据,那就可以。
湍流结构是三维的,如果用二维的计算方法去算,严格来讲当然不对,但在一定的尺度内、一定的结构内、在算力允许的范围内做一些二维的大涡模拟,是有助于我们理解一些机理的。我看过一些人专门用二维大涡模拟去研究mixing layer的形成和生长,其结论不能说完全没有意义。从这个角度讲,我认为一项工作做二维大涡模拟的最重要因素是可行性(即算力不允许做三维LES),而不是因为什么别的。
总的来说,对于涉及到二维大涡模拟工作的结论,一定要对他研究的问题是什么、他关心的是什么、他不关心的是什么等等有很充分的认识,在此之上吸收消化得到的结论才是有意义和有帮助的。毕竟就连三维大涡模拟或者往更大了说CFD的结论或者结果,其正确性都是局限在某一些固定框架里面的,不能说是完全普适的。相比之下,二维大涡模拟的这个框架可能要窄很多。
个人观点哈。