Численное моделирование турбулентного течения с преградой при разных внешних условиях. Часть 2. 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; 31500; 52500} для турбулентного пограничного слоя. Анализируются много различных критериев идентификации вихрей. Крупномасштабные когерентные структуры идентифицируются посредством Q-критерия (ряд пороговых величин {Qsi} для всей области расчета). Численное моделирование выполнено для исследования Q-изолиний для трех входных чисел Рейнольдса. Обнаружены когерентные структуры разных конфигураций.Нестаціонарний тривимірний турбулентний потік нестисливої рідини над прямокутною двохвимірною перешкодою в примежовому шарі чисельно досліджується, використовуючи гібридний LES/URANS-підхід, пристінні моделі та кінцево-різницевий метод. Співвідношення висоти до довжини перешкоди становить 4, число Рейнольдса для перешкоди Re дорівнює 10500 та число Рейнольдса на “вході” Reδ={10500; 31500; 52500} для турбулентного примежового шару. Аналізуються багото різних критеріїв ідентифікації вихорів. Великомасштабні когерентні структури ідентифікуються за допомогою Q-критерія (ряд порогових величин {Qsi} для всієї області розрахунку). Чисельне моделювання було виконано для дослідження Q-ізоліній для трьох вхідних чисел Рейнольдса. Знайдені когерентні структури різних конфігурацій.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; 31500; 52500} for turbulent boundary layer. Many different vortex identification criteria are analysed. 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-isolines for three inflow Reynolds number. The coherent structures of different configurations were identified.