高精度中心-WENO混合格式在可压缩各向同性湍流大涡模拟中的应用
本文选题:大涡模拟 + 可压缩流动 ; 参考:《西安交通大学学报》2017年01期
【摘要】:为提高可压缩湍流大涡模拟的格式精度和分辨率,通过引入当地压力脉动的感应因子和格式加权函数的取值界限,发展了一种数值耗散自适应可控的近似6阶中心-WENO(加权本质无振荡)混合格式,采用傅里叶法对离散格式数学特性进行了理论分析,并对一维激波/密度脉动干涉问题和三维可压缩各向同性湍流大涡模拟问题进行了计算。结果表明:近似6阶中心-WENO混合格式相比于5阶-WENO格式具有更小的耗散误差,且对激波和物理脉动均具有较高的分辨率;基于所发展的中心-WENO混合格式的大涡模拟计算结果与已有的直接数值模拟结果符合较好,且能够成功捕捉-5/3幂律能谱特性曲线;该格式标定了适合于可压缩流动大涡模拟的格式加权函数界限数值,为流体机械内部可压缩湍流的高精度大涡模拟研究奠定了算法基础。
[Abstract]:In order to improve the accuracy and resolution of compressible turbulent large eddy simulation, the inductive factor of local pressure fluctuation and the limit of the weighting function of the scheme are introduced.In this paper, a numerical dissipative adaptive controllable approximate six-order centre-WENO (weighted essential non-oscillatory) hybrid scheme is developed. The mathematical properties of the discrete scheme are theoretically analyzed by Fourier method.The one-dimensional shock / density pulsation interference problem and the three-dimensional compressible isotropic turbulent large eddy simulation problem are calculated.The results show that the approximate 6-order center-WENO hybrid scheme has smaller dissipative error and higher resolution to shock wave and physical pulsation than that of 5-order CE-WENO scheme.The large eddy simulation results based on the developed center-WENO hybrid scheme are in good agreement with the existing direct numerical simulation results, and can successfully capture -5 / 3 power law energy spectrum characteristic curves.The scheme calibrates the finite value of the weighted function which is suitable for compressible large eddy simulation, and lays a foundation for the study of high precision large eddy simulation of compressible turbulence in fluid machinery.
【作者单位】: 西安交通大学能源与动力工程学院;
【基金】:国家重点基础研究发展规化资助项目(2016YFB0200901) 国家自然科学基金资助项目(51406148) 教育部重大科技基础设施培育计划资助项目
【分类号】:O357.5
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,本文编号:1765553
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