大涡模拟亚格子模型388

在大涡模拟（LES）中，亚格子模型（SGS）是用于对未解决的涡流运动建模的机制。这些涡流的尺度太小，无法在计算网格中显式求解。

LES采用空间滤波器将流场分解为可分辨涡流和未分辨涡流。可分辨涡流直接在网格上求解，而未分辨涡流由SGS模型建模。SGS模型通过提供未解决涡流的有效行为，在可分辨涡流和未分辨涡流之间建立桥梁。

SGS模型的类型

有许多不同的SGS模型，可分为两类：1）隐式模型；2）显式模型。

隐式模型

隐式模型不显式求解未解决涡流的运动。相反，它们使用流场的平均特性来估计未解决涡流的贡献。常见的隐式模型包括：* 涡粘模型：假设未解决涡流的应力与平均速度梯度成正比。
* 尺度分离模型：将未解决涡流分离为一个平衡部分和一个生产部分，并分别对它们进行建模。
* 代数应力模型：求解一组微分方程来获得应力张量的各个分量。

显式模型

显式模型显式求解未解决涡流的运动。它们通常使用子尺度网格（SSG）技术，其中一个较细的网格嵌入到原始LES网格中，以求解未解决涡流的动力学。* 动荡运动方程模型：对未解决涡流的运动方程进行显式求解。
* 动态建模：使用人工神经网络或机器学习技术来学习和预测未解决涡流的贡献。

SGS模型的选择

SGS模型的选择取决于流动的性质和计算资源。对于低雷诺数流动，隐式模型通常足够准确。对于高雷诺数流动，显式模型可能更适合。

SGS模型是大涡模拟中不可或缺的组成部分。它们提供了对未解决涡流运动的近似，使LES能够模拟复杂湍流现象。SGS模型的选择取决于流动的性质和计算资源。通过仔细选择SGS模型，计算人员可以获得准确且高效的大涡模拟结果。

2025-01-11

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