A note on fitting a generalised Moody diagram for wall modelled large-eddy simulations
A note on fitting a generalised Moody diagram for wall modelled large-eddy simulations
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关于拟合壁建模大涡模拟的广义穆迪图的注意事项
DOI：
10.1080/14685248.2020.1840573
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发表时间：
2020
影响因子：
1.9
通讯作者：
Meneveau, Charles
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Meneveau, Charles
基于壁面模拟大涡模拟（LES）的需要，我们引入了Reynolds平均Navier-Stokes方程最简单的近壁面边界层近似（包括混合长度模型）数值解的拟合。我们将问题的形式表述为：独立的无量纲变量是LES中直接可用的变量。我们对因变量进行了实际拟合，拟合包括粘性子层和惯性对数层之间的平滑过渡，然后在假设混合长度不受压力梯度影响的情况下，首先考虑中等压力梯度和粗糙度效应。大压力梯度下壁面流动的一种基于经验壁面模型的内标度拟合。流体力学学报。2004；521:21 17 - 239)，考虑到压力梯度对湍流近壁结构的可能影响。然后我们考虑一般压力梯度的情况，有利的和不利的，直到分离的条件，光滑和粗糙的表面。所提出的拟合函数构成了一个广义的穆迪图，符合在各种渐近区域有效的解析解，并且在LES期间不需要数值迭代解方法或常微分方程的近壁数值积分。
Motivated by the needs of wall modelled Large Eddy Simulation (LES), we introduce fits to numerical solutions of the Reynolds Averaged Navier–Stokes equations in their simplest near-wall, boundary layer approximation including a mixing-length model. We formulate the problem such that independent dimensionless variables are those directly available in LES. We provide practical fits for the dependent variable, fits that encompass a smooth transition between the viscous sublayer and inertial logarithmic layer, and then progress first considering moderate pressure gradients as well as roughness effects under the assumption that the mixing-length is not affected by the pressure gradient. An alternative fit based on the empirical wall model of Nickels (Inner scaling for wall-bounded flows subject to large pressure gradients. J Fluid Mech. 2004;521:217–239) is also provided, taking into account possible effects of pressure gradient on turbulence near-wall structure. We then consider the case of general pressure gradients, both favourable and adverse, up to conditions of separation, for both smooth and rough surfaces. The proposed fitting functions constitute a generalised Moody chart, comply with analytical solutions valid in various asymptotic regimes, and obviate the need for numerical iterative solution methods or near-wall numerical integration of ordinary differential equations during LES.
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