LES计算中入口 湍流度/脉动速度 如何设置和控制?



  • 最近做一个风力机绕流的LES计算,用的动态拉格朗日模型,入口用的速度入口,没有定义什么脉动、湍流之类的。结果发现风力机后较近位置处,平均速度与实验对比还可以;但较远位置就与实验有差别了。
    经分析,感觉是来流入口的背景湍流影响了尾流的发展和恢复过程。并且,当实验中的湍流度较低时,数值结果与实验对比还好;当实验中湍流度较高时,数值与实验就差别较大,所以我们组整体感觉是LES入口没有设置合适的湍流度的原因,这影响了尾流的发展。
    请问大家,在大家的LES计算中,是如何控制来流湍流度与实验状态一致的?我查到OpenFOAM有turbulentInlet入口边界,还有些文献用Mann Turbulent Box方法等等,不知道大家有用过么?



  • 自己查了文献。对于精度较低的FVM来说,最好的方法是预先模拟一个场,之后Map,如pitzDaily算例,但需存储大量时刻的数据;比较好的方法是Vortex Method,大气里面也有Mann Turbulent Box方法,生成入口的风速,并且考虑时空相关性和divergence free;比较差的方法是直接添加随机扰动,难以考虑时空相关性和divergence free,并且由于脉动能量在各个湍流分区内均等,造成湍流能量耗散快,难以保持。
    ——《Implementation of a turbulent inflow boundary condition for LES based on a vortex method》, NINA GALL JORGENSEN.



  • 感谢分享!是的,turbulentInlet入口边界效果太差了。



  • 以下选取自 Versteeg and Malalasekera:

    1. 使用非稳态雷诺应力模型进行计算并映射;
    2. 延长出口条件,直径的50倍以上;
    3. 进行周期性边界条件计算后调用;
    4. 获取进口的精确值

    希望后续大神们填充类似的SCI文章的讨论



  • @东岳
    第2条,延长出口?我看到的是延长入口啊,延长之后直接给平均速度入口吗?不加扰动的话,它也可以自动发展成湍流?



  • 延长入口





  • 可以找找这个代码LEMOS InfowGenerator
    采用的是在入口合成涡的方法


 

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