Численное моделирование нестационарного турбулентного течения с преградой на основе гибридного LES/URANS-подхода

Abstract

Нестационарный трехмерный турбулентный поток несжимаемой жидкости над прямоугольной двумерной преградой на плоской пластине в пограничном слое с турбулизацией внешнего потока численно исследуется, используя гибридный LES/URANS-подход, пристенные модели и конечно-разностный метод. Отношение высоты к длине преграды составляет 4, число Рейнольдса для преграды равно 50000 и число Рейнольдса на ''входе'' есть 24722 для турбулентного пограничного слоя, параметр турбулизации внешнего потока 0.004. Число использованных сеточных узлов есть 2883591. Течение вблизи стенок моделируется URANS с K-ε-πij моделью турбулентности. Численное моделирование выполнено для того, чтобы изучить среднюю скорость, мгновенные линии тока, векторы скорости, завихренности, осредненные по z, времени и ансамблю линии тока.

Нестаціонарний тривимірний турбулентний потік нестисливої рідини над прямокутною двохвимірною перешкодою на пласкій пластині в примежовому шарі з турбулизацією зовнішнього потоку чисельно досліджується, використовуючи гібридний LES/URANS-підхід, пристінні моделі та кінцево-різницевий метод. Співвідношення висоти до довжини перешкоди становить 4, число Рейнольдса для перешкоди дорівнює 50000 та число Рейнольдса на ''вході'' є 24722 для турбулентного пограничного шару, параметр турбулізації зовнішнього потоку 0.004. Число використаних сіткових вузлів є 2883591. Течія біля стінок моделюється URANS з K-ε-πij моделлю турбулетності. Чисельне моделювання виконано для того, щоб вивчити середню швидкість, миттєві линії току, вектори швидкості, завихрення, осередненні по z, часу та ансамблю лінії току.

The unsteady three-dimensional turbulent incompressible flow over a rectangular two-dimensional fence on flat plate in a boundary layer with free-stream turbulence 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 of 50000, inflow Reynolds number of 24722 for turbulent boundary layer, parameter free-stream turbulence 0.004. The number of grid points used in the numerical method was 2883591. The flow near the walls is simulated by URANS with K-ε-πij turbulence model. The simulation were performed to study the mean velocity, instantaneous streamlines, velocity vectors, vorticity, z-averaged, time-averaged and ensemble-averaged streamlines.