Численное моделирование турбулентного течения с преградой и трехмерная идентификация когерентных структур

Abstract

Нестационарный трехмерный турбулентный поток несжимаемой жидкости над прямоугольной двумерной преградой в пограничном слое численно исследуется, используя гибридный LES/URANS-подход, пристенные модели и конечно-разностный метод. Отношение высоты к длине преграды составляет 4, число Рейнольдса для преграды Re равно 10500 и число Рейнольдса на "входе" Reδ=10500 для турбулентного пограничного слоя. Крупномасштабные когерентные структуры идентифицируются посредством Q-критерия (ряд пороговых величин {Qsi} для всей области расчета). Численное моделирование выполнено для исследования Q-изоповерхностей. Обнаружены когерентные структуры разных конфигураций.Нестацiонарний тривимiрний турбулентний потiк нестисливої рiдини над прямокутною двохвимiрною перешкодою в примежовому шарi чисельно дослiджується, використовуючи гiбридний LES/URANS-пiдхiд, пристiннi моделi та кiнцево-рiзницевий метод. Спiввiдношення висоти до довжини перешкоди становить 4, число Рейнольдса для пере-шкоди Re дорiвнює 10500 та число Рейнольдса на "входi" Reδ=10500 для турбулентного примежового шару. Велико-масштабнi когерентнi структури iдентифiкуються за допомогою Q-критерiя (ряд порогових величин {Qsi} для всiєї областi розрахунку). Чисельне моделюванння було виконано для дослiдження Q-iзоповерхонь. Знайденi когерентнi структури рiзних конфiгурацiй.The unsteady three-dimensional turbulent incompressible flow over a rectangular two-dimensional fence in a boundary layer is simulated using hybrid LES/URANS-approach, wall models and finite-difference method. The aspect ratio (height/length) of the fence are 4, fence Reynolds number Re are 10500, inflow Reynolds number are Reδ=10500 for turbulent boundary layer. The large-scale coherent structures are identified by the Q-criterion (set of threshold value {Qsi} for total numerical domain). The simulation were performed to study the Q-isosurfaces. The coherent structures of different configurations were identified.