基于涡定义的大涡模拟亚格子模型
作者单位：苏州大学数学科学学院
会议名称：《第三十三届全国水动力学研讨会》
会议日期：2022年
学科分类：080704[工学-流体机械及工程] 080103[工学-流体力学] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）]
摘 要：大涡模拟基于湍动能传输机制,对于大尺度的涡,直接通过N-S方程求解;而小尺度的涡仅起到耗散作用,所以小尺度涡运动对大尺度涡的影响则通过建立模型体现出来。在提出唯象论亚格子模型的过程中,小尺度脉动被认为来源于各向同性的小尺度涡结构,当这些小涡结构的尺度小于网格尺度时,就需要建立模型来模化小尺度涡结构对大尺度涡结构的影响。直观上,涡代表流体的旋转运动。然而到目前为止,仍然没有被广泛接受的严格涡定义。历史上,涡量曾被用来表征流动中的涡,但当背景剪切较强时,两者的关联性很低。之后人们陆续提出了Q、λ、Δ、λ和?等涡识别方法方法用于显示复杂流动中的涡结构。Rortex/Liutex向量是近年来新提出的一种涡结构定义和表征方法,其方向代表当地旋转轴,大小则代表流体当地旋转角速度的2倍,能够较好地对湍流流场中的多尺度涡结构进行描述。利用这一新的涡定义方法,开展湍流中多尺度涡结构的相互作用研究,尤其是小尺度对大尺度涡结构的影响,对于优化大涡模拟亚格子模型具有重要意义。