崔桂香-2013—湍流大涡模拟及应用剖析.ppt

算例3:局部瞬时风场——垂向 气象所北楼截面流场 南 北 20：00 气象大楼 气象大楼 11：00 南 北 算例3: Co浓度场(2m高) 11： 算例3 11：00 17：00 算例3:浓度演化（8am—7pm) 2米高度 10米高度 西 东 北楼 算例3：13:00-15:00气象所北楼截面浓度以及流线 1. 本讲限于不可压缩流体在Boussinesq近似条件下的标量湍流问题，它在工程和自然科学中广泛存在，特别是大气和海洋的环境流动中，标量湍流是重要的基础。 2. 环境流动高雷诺数高，直接数值模拟是不现实的，RANS模型不适应复杂的非定常湍流，LES是现实的数值模拟方法，目前应用的亚网格模式较简单，尤其标量通量模式，目前大多采用湍流普朗特数的经验方法；标量湍流的是双参数Re, Pr（或Sd) 的动力系统（如有浮力或电磁场，还有更多参数）。 四、总结与展望 四、总结与展望 3、发展实用有效的亚网格模型是大涡模拟方法走向工程实用的重要途径，加深对湍流及标量输运本质的了解。注意：建立亚网格应力（动量通量）的思路和方法不完全适用于亚网格标量通量，标量湍流结构不同于湍流场，输运有非局部性； 4. 关注高雷诺数流动,研究大尺度结构对小尺度脉动的影响，发展多尺度耦合方法； 5. 有待进一步研究的突出问题： 近壁亚网格应力和标量通量模式，现有的代数近壁模式（Schmann等）， 平衡层模式（Piomelli等）以及分离涡模式(DES, Spalart等），各有优缺点。应当考虑多尺度效应建立近壁（地）模式，尚待研究发展。 五、思考与创新1、描述你理解的湍流？2、你对湍流大涡模拟方法应用和发展 的新见解？ 六、主要参考资料 1. 湍流理论和模拟 2005 张兆顺、崔桂香、许春晓 清华大学出版社 2. 湍流大涡数值模拟的理论和应用 2009 张兆顺、崔桂香、许春晓 清华大学出版社 3. Cui G.X., Xu C.X., Fang L. Zhang Z.S. and Shao L. 2007 A New subgrid eddy-viscosity model for large-eddy simulation of anisotropic turbulence Journal of Fluid Mechanics 582:377-397 4. Cui GX, et al. 2004. A new dynamic subgrid eddy viscosity model with application to turbulent channel flow. Physics of Fluid, 16(8) 2835-2942 5. Zhou Haibing, Cui Guixiang, Zhang Zahoshun. 2002. Dependence of turbulent scalar flux on molecular Prandtl number Physics of Fluids, 14(7):2388-2394 6. N. Park et al. 2006 A dynamic subgrid-scale eddy viscosity model with a global model coefficient. Physics of Fluids 18:125109 7. 崔桂香 等，城市大气环境的大涡模拟研究进展，力学进展，2013 年第43 卷第3 期 六、主要参考资料 8. D. You and P. Moin 2009 A dynamic global-coefficient subgrid-scale model for large-eddy simulation of turbulent scalar transport in complex geometries Physics of Fluids 21:045109 9. C.Brun and R. Friedrich and C. B. da Silva 2006 A non-linear SGS model based on the spatial velocity increment. Theor. Comput. Fluid Dyn. 20(1): 1–21 10. Meneveau C, et al. 1996 A Lagrangian dynamic subgrid-scale model of turbulence. JFM, 319:385 11. N.Hutchins and I.MARUSIC Large-scale influences in near-wall turbul