Турбулентность DES

[Гость suvorov.as]

Кто-нибудь может на пальцах объяснить эту модель турбулентности, и в каких случаях она выгоднее LES модели?

Заранее спасибо.

[HFL 34]

Кто-нибудь может на пальцах объяснить эту модель турбулентности, и в каких случаях она выгоднее LES модели?

Заранее спасибо.

Всё очень просто. DES это гибрид LES и RANS. Строится следующим образом. В пристеночных областях и областях где масштаб турбулентности меньше характерного размера сетки используют RANS в остальных - LES. Бонус в меньших вычислительных затратах чем в случае "чистой" LES

[a_schelyaev 366]

Нужно только объяснить источник меньших вычислительных затрат.

Меньшая сетка?

[HFL 34]

Нужно только объяснить источник меньших вычислительных затрат.

Меньшая сетка?

LES в пристеночной области требует более мелкой временной и пространственной дискретизации

[Гость suvorov.as]

Спасибо всем за ответы и проявленный интерес к теме.

Но возникают следующие вопросы.

Код действительно автоматом распознает, где пристеночная область, а где нет?

Правильно ли я понимаю, что используя LES, погранслой я должен замоделировать изотропной сеткой, с размерами порядка толщины ламинарного подслоя.

А используя DES (т.е. RANS в погранслое), погранслой я могу моделировать ортотропной сеткой, толщина элемента (в направлении нормали к двухфазной поверхности) может быть сравнима с толщиной погранслоя, а другие размеры элемента существенно больше толщины погранслоя?

В ... областях где масштаб турбулентности меньше характерного размера сетки

Вроде бы LES тоже фильтрует вихри, которые меньше размера сетки.

[Bonusfrag 104]

Т.к. я совсем недавно озаботился вопросами турбулентности в моделировании

(ниже вашей есть моя тема),то уже успел кой-чего почитать.

Да, код как-то сам распознает. ХЗ как :) ТАм еще проблема сшивки достаточно остро стоит.

Про размеры сетки правильно понимаете.

Да, LES фильтрует и подсеточную часть учитывает моделью.

Но, как показала практика, делает это хуже, чем RANS в пристенной области.

Фишка в том, что в пристенной области эти самые большие вихри "large-eddy"

- они очень маленькие, значительно меньше, чем в целом в пространстве.

Под большими понимаются "geometry-based" вихри.

Подсеточная модель в LES моделирует только мелкие вихри, поддающиеся статистическому описанию,

т.е. универсальные вихри.

Это слегка корявый пересказ. Лучше сами почитайте,

например А.В. Гарбарук, М.Х. Стрелец, М.Л. Шур

МОДЕЛИРОВАНИЕ ТУРБУЛЕНТНОСТИ

В РАСЧЕТАХ СЛОЖНЫХ ТЕЧЕНИЙ

2012

НАшел в инете в pdf. ДУмаю, и вы найдете сами (сижу с моб.нета).

В ней на ваш вопрос есть хорошая иллюстрация Рисунок 1.30. в разделе

Переключение DES в LES-режим внутри пограничного слоя, обусловленное

измельчением шагов сетки в направлениях, касательных к обтекаемой поверхности.

[HFL 34]

Касательно вычислительных затрат - грубая оценка такова:

RANS: ~ Re

LES: ~Re^2

DNS: ~Re^3

Так что "хуже работает" скорее всего связано с "недостаточно разрешение" ;)

[Гость suvorov.as]

Лучше сами почитайте,

например А.В. Гарбарук, М.Х. Стрелец, М.Л. Шур

МОДЕЛИРОВАНИЕ ТУРБУЛЕНТНОСТИ

В РАСЧЕТАХ СЛОЖНЫХ ТЕЧЕНИЙ

2012

НАшел в инете в pdf. ДУмаю, и вы найдете сами (сижу с моб.нета).

О, спасибо большое. Нашел. Мне нужно время, почитать.

[a_schelyaev 366]

Да, код как-то сам распознает.

Там решается обычное квадратное уравнение.

[dimaZ 1]

Да, LES фильтрует и подсеточную часть учитывает моделью.

Но, как показала практика, делает это хуже, чем RANS в пристенной области.

полный бред ... какая такая практика?

[Bonusfrag 104]

полный бред ... какая такая практика?

я сослался на книжечку

PS: речь о сетках одинакового размера, недостаточного для нормальной работы LES

[Гость suvorov.as]

полный бред ... какая такая практика?

Под словами "делает это хуже" вероятно имелось ввиду: делает примерно то же самое, но с гораздо большими машинными затратами.

[Bonusfrag 104]

Под словами "делает это хуже" вероятно имелось ввиду: делает примерно то же самое, но с гораздо большими машинными затратами.

ну или так :)

Не судите строго: выражаюсь не совсем корректно, т.к. только изучаю тему различий в подходах.

[Гость suvorov.as]

Отличная брошюра.

Предлагаю зайти дальше в LES.

Как обычно подбирают размер сетки в "инерционной части спектра"? Исходя из машинных ресурсов, или есть какие-то рекомендации?

И еще, меня уже давно мучает вопрос: какой из размеров геометрии КЭМ принято обзывать основным масштабом, по которому оценивают число Рейнольдса? Вот если есть эллипсоид с разными длинами полуосей, какой размер будет основным?

[Bonusfrag 104]

Как обычно подбирают размер сетки в "инерционной части спектра"? Исходя из машинных ресурсов, или есть какие-то рекомендации?

Не понял первый вопрос, точнее у меня "инерционная часть спектра" ни с чем не ассоциируется. Есть геометрия и есть машинные ресурсы - два ключевых фактора. По идее - берете стандартные методы оценки размеров ячеек, построили сетку - далее уже думать, удастся посчитать с такой сеткой на имеющемся вычислителе или нет. Причем всегда нужен запас на местную адаптацию.

И еще, меня уже давно мучает вопрос: какой из размеров геометрии КЭМ принято обзывать основным масштабом, по которому оценивают число Рейнольдса? Вот если есть эллипсоид с разными длинами полуосей, какой размер будет основным?

Я смотрю, нас схожие вопросы мучают :)

Я пока для себя исхожу из того, что надо брать минимальный значимый размер.

[Гость suvorov.as]

Не понял первый вопрос, точнее у меня "инерционная часть спектра" ни с чем не ассоциируется.

Я смотрю, нас схожие вопросы мучают :)

Я уже несколько раз докторов на эту тему спрашивал. Внятного ответа не получил.

Я пока для себя исхожу из того, что надо брать минимальный значимый размер.

Вот, например, основной акустический шум получается в области струхаля 0,3. ИМХО, это значит, что кусок геометрии с одним характерным масштабом шумит на своей частоте, а другой кусок, с другим масштабом - на другой.

Т.е. резонансный пик будет широким, простираясь от частоты соответствующей большему масштабу, до частоты, соответствующей меньшему. Или я неправильно понимаю?

[Bonusfrag 104]

не очень вникал на ночь глядя, но вам нужна стр.58 внизу.

там оценивается размер фильтра, т.е. масштаб сетки.

оно?

[Гость suvorov.as]

не очень вникал на ночь глядя, но вам нужна стр.58 внизу.

Да, пора все на завтра отложить :)

Еще раз, спасибо за помощь.

[HFL 34]

И еще, меня уже давно мучает вопрос: какой из размеров геометрии КЭМ принято обзывать основным масштабом, по которому оценивают число Рейнольдса? Вот если есть эллипсоид с разными длинами полуосей, какой размер будет основным?

Безразмерные критерии для области обычно рассчитываются через гидравлический диаметр (отношение площади четырёх проходных сечений к смачиваемому периметру) в случае канала и продольный размер обтекаемого контура вдоль потока при внешнем обтекании

[dimaZ 1]

Безразмерные критерии для области обычно рассчитываются через гидравлический диаметр (отношение площади четырёх проходных сечений к смачиваемому периметру) в случае канала и продольный размер обтекаемого контура вдоль потока при внешнем обтекании

это верно для RANS/URANS =) это характерные линейные масштабы или макро-масштабы,

различают также Тэйлоровские масштабы в диапазоне инерционного интервала и Колмогоровские масштабы.

Для LES/DNS оцениваются минимальные масштабы длины и времени, т.е. Колмогоровские масштабы, присущие турбулентному течению, т.е. те масшабы, на которых происходит диссипиция кинетической энергии на молекулярном уровне. Их можно оценить достаточно точно (формулы есть в любом учебнике). Далее, практическое моделирование крупных вихрей начинается с того, что масштаб ячеек, выбирается на 10-20% больше чем Колмогоровский масштаб длины. Далее, high fidelity LES или high resolution LES считается таким, когда в результате численного модилирования разрешается по крайней мере 80-90% инерционного интервала (смотрите, например работы S. Pope и товарищей). Далее, качество LES (quality and reliability) можно оценить, базируюясь на таком понятии, как разрешаемая кинетическая энергия турбулетных пульсаций. Есть несколько общепринятых и достаточно широко аппробированных методик (смотрите, например Celik и его товарищей). Но для этого нужно провести несколько расчетов на сетках с различным уровнем адаптации.

Да и насчет книжечек:

если владеете английским, рекомендую классику Пьера Саго "LES для несжимаемых течений" 2006 =)))

Изменено 17 августа 2012 пользователем dimaZ