Some remarks on modelling and simulation of turbulence

Drobniak, S.; Bogusławski, A.; Tyliszczak, A.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Some remarks on modelling and simulation of turbulence

Autorzy

Drobniak S. , Bogusławski A. , Tyliszczak A.

Treść / Zawartość

Pełne teksty:

Pobierz

Identyfikatory

Warianty tytułu

Uwagi o modelowaniu i symulacji turbulencji

Języki publikacji

Abstrakty

The paper presents contemporary developments in the field of deterministic description of turbulence with special reference to Large Eddy Simulation (LES) methods. The limitations of conventional turbulence modelling based on stochastic methodology have been discussed, and reasons for development of deterministic approach outlined. It has been shown that the computational power of the fastest available computers restrict possible DNS (Direct Numerical Simulation) solutions to the range of small Reynolds numbers. Finally, basic assumptions have been formulated for the LES formalism that seem to offer a reasonable compromise between the tendency towards the deterministic solution to Navier-Stokes equations and the existing computational resources.

Praca przedstawia współczesny stan wiedzy w dziedzinie numerycznego modelowania turbulencji ze szczególnym uwzględnieniem metody LES (ang. Large Eddy Simulation). Przedstawiono ograniczenia modeli turbulencji typu RANS, opartych o uśrednione w czasie równania Reynoldsa oraz wskazano perspektywy deterministycznego ujęcia turbulencji z użyciem metod DNS (ang. Direct Numerical Simulation). Wykazano również, że możliwości najszybszych dostępnych obecnie komputerów ograniczają możliwe obszary aplikacji DNS do przepływów o stosunkowo niskich liczbach Reynoldsa. Następnie sformułowano podstawowe zależności dla metod LES i wskazano ich perspektywiczne znaczenie dla inżynierskiego modelowania przepływów turbulentnych.

Słowa kluczowe

turbulence RANS LES DNS

turbulencja LES DNS

Wydawca

Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej

Czasopismo

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

Rocznik

2008

Tom

Vol. 46 nr 2

Strony

243--256

Opis fizyczny

Bibliogr. 30 poz.

Twórcy

autor

Drobniak S.

autor

Bogusławski A.

autor

Tyliszczak A.

Technical University of Częstochowa, Institute of Thermal Machinery, Częstochowa, Poland, imc@imc.pcz.czest.pl

Bibliografia

1. Bardina J., Ferziger J., ReynoldsW., 1983, Improved Turbulence Models Based on Large Eddy Simulation of Homogeneous Incompressible Turbulence, Rep. TF-19, Stanford University
2. David E., 1993, Modelisation des ecoulements compressibles et hypersoniques: une spproche instationnaire, PhD Thesis, INPG Grenoble
3. Deardorff J.W., 1970, A numerical study of three dimensional turbulent channel flow at large Reynolds number, Journal of Fluid Mechanics, 41
4. Domaradzki A., 1999, A review of subgrid modelling, Proc. Summer School LES-DNS, Gliwice-Częstochowa
5. Domaradzki A., Saiki E., 1997, A subgrid-scale model based on the estimation of unresolved scales of turbulence, Phys. Fluids, 9, 7
6. Ducros F., 1995, Simulations numeriques directes et grandes echelles de couches limites compressibles, PhD Thesis, INPG Grenoble
7. Elsner J.W., 1987, Turbulencja przepływów, PWN, Warszawa
8. Ferziger J.H., 1996, Large eddy simulation, In: Simulations and Modelling of Turbulent Flows, Gatski T.B., Hussaini M.Y., Lumley J.L. (Edit.), Oxford Univ. Press
9. Ferziger J.H., 1977, Large eddy simulation of turbulent flows, AIAA J., 15, 9
10. Germano M., Piomelli U., Moin O., Cabot W., 1991, A dynamic subgridscale eddy viscosity model, Phys. Fluid, 3, 7
11. H¨artel C., 1996, Turbulent flows: direct numerical simulation and large eddy simulation, In: Handbook of Computer Fluid Mechanics, Peyret R. (Edit.), Acad. Press
12. Hinze J.O., 1975, Turbulence, McGraw-Hill, 2ed.
13. Iooss G., Joseph D.D., 1980, Elementary Stability and Bifurcation Theory, Springer Verlag
14. Jimenez J., Moser R.D., 2000, Large eddy simulations: where are we and what can we expect, AIAA J., 38, 4
15. Kraichnan R.H., 1976, Eddy viscosity in two and three dimensions, J. Atmos. Sci., 33
16. Launder B.E., Spalding D.B., 1972, Mathematical Models of Turbulence, Academic Press
17. Lesieur H., 1990, Turbulence in Fluids, Stochastic and Numerical Modelling, Kluwer Academic Press
18. Lesieur M., Metais O., 1996, New trends in large-eddy simulations of turbulence, Ann. Rev. Fluid Mech., 28
19. Metais O., Lesieur M., 1992, Spectral large eddy simulations of isotropic and stably stratified turbulence, Journal of Fluid Mechanics, 239
20. Pope S.B., 2000, Turbulent Flows, Cambridge University Press, Cambridge,UK
21. QNET – Minutes of Kick-Off Meeting, Brussels, 2000, ERCOFTAC Bulletin, 45
22. Rodi W., Ferziger J.H., Breuer M., Pourquie M., 1997, Status of large eddy simulation: results of a workshop, Trans ASME, J. of Fluids Eng., 119
23. Rogallo R.S., Moin P., 1984, Numerical simulations of turbulent flows, Ann. Rev. Fluid Mech., 16
24. Schumann U., Friedrich R., 1987, On direct and large eddy simulation of turbulence, In: Adv. In Turbulence, Comte-Bellot G., Mathieu J. (Edit.), Springer-Verlag
25. Shah K.B., Ferziger J.H., 1997, A fluid mechanicians view of wind engineering, large eddy simulation of flow post a cubic obstacle, J. of Wind Eng. And Ind. Aerodyn., 61, 68
26. Smagorinsky J., 1963, General circulation experiments with the primitive equations, Mon. Weather Rev., 91
27. Temam R., 1977, Navier-Stokes Equations, North-Holland, 2nd ed.
28. Tyliszczak A., 1998, Large Eddy Simulation (LES) as engineering tool in analysis of turbulent flows, Proc. XIII KKMPł., Częstochowa-Kokotek [in Polish]
29. Vreman B., Geurts B., Huerten H., 1997, Large eddy simulation of turbulent mixing layer, Journal of Fluid Mechanics, 339
30. Wilcox D., 1993, Turbulence Modelling for CFD, DW Industries Inc., La Canada, California

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-article-BWM4-0007-0031