Генерация Трехмерных Однородных Изотропных Турбулентных Полей Скорости На Основе Рандомизированного Спектрального Метода

Abstract

В работе исследуется стохастический метод генерации искусственных трехмерных, бездивергентных, однородных и изотропных полей скорости, основанный на рандомизированном спектральном методе. Анализируются статистические и спектральные свойства турбулентных полей, построенных с помощью данного генератора. Валидационный LES расчет, использующий полученные турбулентные поля в качестве начальных условий, демонстрирует хорошее совпадение результатов с экспериментальными данными.

Генерация Анизотропных Турбулентных Полей Скорости На Основе Рандомизированного Спектрального Метода

“…-ортогональный проектор на плоскость, перпендикулярную направлению ω : [10,12], для генерации бездивергентного поля, согласно [15,16], первоначально строится произвольная гармоника, которая затем проектируется на подпространство полей с нулевой дивергенцией.…”

“…Позже эта методика была развита, например, в [13,14]. В [15] исследовались свойства стохастического метода генерации реализаций поля скорости, основанного на рандомизированном методе спект-рального представления случайных полей [16] для однородной изотропной турбулентности.…”

“…Обобщение спектрального метода на случай неоднородных случайных полей в ряде работ, например, в [11,12], основывалось на масштабировании поля скорости с помощью разложения Холецкого тензора рейнольдсовых напряжений. Данный прием позволяет обобщать на анизотропный случай многие спектральные алгоритмы, включая метод из [15], однако он приводит к потере достаточно важного свойства -бездивергентности турбулентного поля скорости. Кроме того, прямая адаптация спектрально-стохастического метода [15] на случай пространственно-неоднородной турбулентности сталкивается с трудностями, которые были частично преодолены в [17].…”

“…Данный прием позволяет обобщать на анизотропный случай многие спектральные алгоритмы, включая метод из [15], однако он приводит к потере достаточно важного свойства -бездивергентности турбулентного поля скорости. Кроме того, прямая адаптация спектрально-стохастического метода [15] на случай пространственно-неоднородной турбулентности сталкивается с трудностями, которые были частично преодолены в [17].…”

“…В настоящей работе разработана специальная модификация метода [15] для случая анизотропных и неоднородных полей. В предлагаемой методике используется масштабирование, позволяющее сохранить бездивергентность при любой анизотропии поля.…”