高精度中心-WENO混合格式在可壓縮各向同性湍流大渦模擬中的應(yīng)用
本文選題:大渦模擬 + 可壓縮流動(dòng); 參考:《西安交通大學(xué)學(xué)報(bào)》2017年01期
【摘要】:為提高可壓縮湍流大渦模擬的格式精度和分辨率,通過(guò)引入當(dāng)?shù)貕毫γ}動(dòng)的感應(yīng)因子和格式加權(quán)函數(shù)的取值界限,發(fā)展了一種數(shù)值耗散自適應(yīng)可控的近似6階中心-WENO(加權(quán)本質(zhì)無(wú)振蕩)混合格式,采用傅里葉法對(duì)離散格式數(shù)學(xué)特性進(jìn)行了理論分析,并對(duì)一維激波/密度脈動(dòng)干涉問(wèn)題和三維可壓縮各向同性湍流大渦模擬問(wèn)題進(jìn)行了計(jì)算。結(jié)果表明:近似6階中心-WENO混合格式相比于5階-WENO格式具有更小的耗散誤差,且對(duì)激波和物理脈動(dòng)均具有較高的分辨率;基于所發(fā)展的中心-WENO混合格式的大渦模擬計(jì)算結(jié)果與已有的直接數(shù)值模擬結(jié)果符合較好,且能夠成功捕捉-5/3冪律能譜特性曲線;該格式標(biāo)定了適合于可壓縮流動(dòng)大渦模擬的格式加權(quán)函數(shù)界限數(shù)值,為流體機(jī)械內(nèi)部可壓縮湍流的高精度大渦模擬研究奠定了算法基礎(chǔ)。
[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.
【作者單位】: 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院;
【基金】:國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)化資助項(xiàng)目(2016YFB0200901) 國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51406148) 教育部重大科技基礎(chǔ)設(shè)施培育計(jì)劃資助項(xiàng)目
【分類號(hào)】:O357.5
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,本文編號(hào):1765553
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