一种基于Vreman动态系数耦合RSM模型的网格自适应湍流模拟方法

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1.一种基于Vreman动态系数耦合RSM模型的网格自适应湍流模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，判断是否应用屏蔽函数；步骤二，计算Vreman动态系数；步骤三，确定当地动态网格长度尺度；步骤四，构造尺度相关的调节函数；步骤五，重构RSM模型的雷诺应力张量和湍流粘性；步骤六，使用重构的雷诺应力张量和湍流粘性进行湍流模拟；①所述判断是否应用屏蔽函数包括：结合所模拟的流动状态类型，判断是否采用屏蔽函数F，具体地，当所述流动状态类型为自由剪切流动，则不采用屏蔽函数，此时所述屏蔽函数F＝0；当所述流动状态类型为近壁流动，则采用屏蔽函数，所述屏蔽函数F可使用如：来源于DDES-SST模型中的F屏蔽函数、F屏蔽函数和来源于DDES-SA模型中的F屏蔽函数；GASGASGAS12d②所述计算Vreman动态系数包括：基于当地速度梯度张量α，构造Vreman动态系数C；ijDGAS所述Vreman动态系数C由下式得到：DGASβ＝ααijmimj其中，S为应变率，C为经验系数取0.6；GAS③所述确定当地动态网格长度尺度包括：结合步骤一中所述屏蔽函数F，以及步骤二中所述Vreman动态系数C，确定当地动态网格长度尺度Δ；GASDGAS*所述当地动态网格长度尺度Δ由下式给出：*Δ＝C[(1-F)Δ+FΔ]*DGASGASvolGASmaxΔ＝max(Δ, Δ, Δ)maxxyz其中，Δ为当地六面体网格的长，Δ为当地六面体网格的宽，Δ为当地六面体网格的高；xyz④所述构造尺度相关的调节函数包括：按照RSM模型中对湍动能的模化方式，通过求解雷诺应力张量的迹，得原始模化的湍动能k；m根据步骤三中所述当地动态网格长度尺度Δ，基于湍流能谱通过积分得到实际应模化的湍动能k；*u所述实际应模化的湍动能k由下式得到：u其中，C为柯尔莫哥洛夫常系数，取1.5；ε为实际的湍流耗散率；κ为可解湍流截断波数，其由步骤三所得动态网格长度尺度Δ决定，如下式所示：kc*其中，π为圆周率，取3.14；根据所述实际应模化的湍动能k、所述原始模化的湍动能k和步骤一中所述屏蔽函数F，构造动态尺度相关的调节函数D；定义尺度之比为所述实际应模化的湍动能k和所述原始模化的湍动能k的比值，所述动态尺度相关的调节函数D为所述尺度之比相关的函数，由下式得出：umGASfumfl＝(1-F)l+FlGASGASuGASm其中，l为网格相关尺度，l为RSM模型给出的湍流长度尺度；um⑤所述重构RSM模型的雷诺应力张量和湍流粘性包括：采用步骤四中所述动态尺度相关的调节函数D对RSM模型中的雷诺应力张量进行调控，得到重构的雷诺应力张量/>由下式得出：f采用步骤四所述动态尺度相关的调节函数D对RSM模型中的湍流粘性ν进行调控，得到重构的湍流粘性ν，由下式得出：ftsfsν＝D·νsfsft⑥所述使用重构的雷诺应力张量和湍流粘性进行湍流模拟包括：采用步骤五中所述重构的雷诺应力张量和湍流粘性ν，对RSM模型的输运方程进行更新，替代RSM模型的原始输运方程中的雷诺应力张量/>和湍流粘性ν，并与RSM模型结合得到所述基于Vreman动态系数耦合RSM模型的网格自适应湍流模拟方法。sfst （来自 马克数据网）