发布日期：2024-07-03 15:14    点击次数：186

铁路

最近群里时常有东谈主问LES的问题，这些问题多半集结在网格和技巧步长的选拔上。群里打字不便捷，不如在这里转头一下。

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LES野心其实挺迂回的，主要体当今以下方面：（1）对网格条件很高，或者说具有热烈的网格依赖性。（2）野心时需要选择非常小的技巧步长。这两方面原因导致LES野心资源挥霍非常高，调试起来也很迂回。

1 网格

LES骨子上中枢是一个过滤器，其将流动中产生的涡按尺寸进行筛分，只磋议尺寸大的涡，而小尺寸的涡选择模化求解。那么问题来了：忽略多大步伐的涡才不会对野心服从产生较着的影响？这个问题闭塞易回应，目下相比一致的不雅点是：至少要约略捕捉朝上80%的涡能量才不错。好音信是流动中产生的大皆小涡捎带的能量皆相比少，是以咱们不错忽略掉大皆的小尺寸的涡而不会导致野心服从较着变差。

求解器约略捕捉多大尺寸的涡，最大的决定性身分是网格尺寸。要捕捉一个涡至少需要4个网格（也有不雅点觉得至少需要9个网格，不一而论），如下图所示。当湍流涡直径小于网格尺寸时，此涡被觉得是小涡，然后被模化求解（选择涡粘模子求解），其脉动能量被忽略。

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▲ 湍流涡经管决策

LES对湍流涡的经管如下图所示，由于网格的戒指，导致小于网格尺寸的涡无法被融会，于是将其算作能量耗散（经管手法等同于RANS）。具体细节较为复杂，有兴味不错参阅关连专科文件。

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▲ 湍动能谱

说了半天照旧莫得骨子可操作性，咱们照旧不知谈网格应该缜密到什么进程智商知足LES野心。底下给出目下常选择的评价花式。

率先界说两个尺寸：

积分长度步伐（integral length scale）

积分长度步伐界说为：

这里的为湍动能；为湍流耗散率；为湍流比耗散率。

网格尺寸

网格尺寸不错这样野心：

这里为网格体积。

有了这两个尺寸之后，界说一个新的变量首页-海安卡麻类有限公司 0)">首页-盛 政地板有限公司 0)">，湛江市恒冠电器有限公司其界说为：

LES野心条件LRV的值大于10（原理是在一个积分长度步伐内至少存在10个网格）。

在Fluent中不错这样操作：

先行使RANS模子进行野心，得到湍动能、湍流耗散率及比耗散率等参数新建一个场变量函数，界说LRV

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▲ 界说变量LRV稽查野心域内LRV散播，若是迫切区域LRV的值大于10，基本不错觉得网格知足条件，虽然最佳是沿路区域的LRV皆大于10，但这庸碌难以收尾若是LRV小于10，暗意该区域网格需要加密

网格尺寸是一个很要津的身分，铁路其平直决定了LES野心服从是否有用（看重这里说的不是错误，是有用性。因为若是用于LES野心的网格尺寸过粗，会导致野心服从严重偏离信得过值，这时还不如用其他的如DES，SBES之类的夹杂模子，未必候以至还不如URANS）。

LES对网格另外一个条件是网格质地。表当今这几个方面：

LES野心时热烈残忍使用六面体网格。四面体或多面体网格对野心精度负面影响非常大。LES条件较为均匀的网格。LES对网格长宽比条件较高，庸碌需要戒指长宽比在10以内（这个与求解器谈论，尽量小点儿，没那么严格）LES对正交质地条件较高，应尽可能地升迁网格正交质地若是野心域内存在壁面畛域，畛域层网格条件Y+小于1，况且还需要保证畛域层区域内网格的长宽比弗成太大。除此之外，LES还条件畛域层区域壁面法向标的有鼓胀多的网格，庸碌条件20层以上。

以上对网格的条件会导致LES野心模子的网格数目暴增，使用者在使用之前应有心计准备。

2 技巧步长

由于LES需要较为缜密的野心网格，导致技巧步长也只可得到非常小。

LES野心最大技巧步长应知足：

安徽华文国际经贸股份有限公司

式中，为网格尺寸；为网格内的平均流速。

磋议到网格内瞬时速率与平均速率的相反，保守起见，不错搞一个安全因子来决定技巧步长，如：

在进行野心之前并不知谈网格里面的速率值，因此在LES野心之前，不错先进行RANS野心，得到网格里面的速率值，并由此来评估。

在RANS野心结束后，后经管稽查变量Cell Convective Courant Number的散播，确保其值最大值小于1，如下图所示。

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▲ 稽查库朗数

由于LES野心历程中的网格尺寸很小，是以当流速很大时，技巧步长会非常小，从而导致野心资源挥霍非常大。

（本文结束）

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