Numerical simulation and statistical prediction of scalar transport in compressible turbulent flow

可压缩湍流中标量输运的数值模拟与统计预测

• 批准号: 5285005
• 负责人: Professor Dr.-Ing. Rainer Friedrich
• 金额: --
• 依托单位: Lehrstuhl für Aerodynamik und Strömungsmechanik
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 1999-12-31 至 2002-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/5285005?language=en
• 关键词: Numerical; simulation; statistical; prediction; scalar

Das Projekt umfasst numerische Simulationen des Skalartransports in vollentwickelt turbulenter kompressibler Kanalströmung mit Luft als Arbeitsmedium zur Verifikation einer statistischen Theorie, die auf einer erweiterten Lundgrenschen Hierarchie von Mehrpunkt-Verteilungsfunktionen beruht und von Rudolph Friedrich (Theoretische Physik, Univ. Stuttgart) entwickelt wird. An der TU München sind direkte numerische Simulationen bei niedriger Reynoldszahl in einem Machzahlbereich zwischen 0.1 und 5 geplant. Hierzu steht ein kompressibler Navier-Stokes-Löser zur Verfügung, der mit kompakten Upwind-Verfahren 5. Ordnung zur Diskretisierung der Konvektionsterme, mit Padé-Verfahren 6. Ordnung zur Diskretisierung der molekularen Transportterme und einem Runge-Kutta-Verfahren 4. Ordnung zur Zeitdiskretisierung arbeitet. Der Code wird um eine Transportgleichung für einen passiven Skalar erweitert und parallelisiert. Die gewonnenen DNS-Daten werden in vielfältiger Weise statistisch ausgewertet (Einpunkt- und Mehrpunkt-Korrelationen) und dienen einmal der Verbesserung des Verständnisses von Kompressibilitätseffekten auf den Skalartransport und zum anderen der Überprüfung und Weiterentwicklung von Schließungsannahmen, die in der statistischen Theorie der Stuttgarter Gruppe vorgeschlagen werden. Ein Schließungsannahme für die Zweipunkt-Verteilungsfunktionen etwa sollte auf die Lagrangesche PDF-Methode führen, die auf einer stochastischen Modellierung der Lagrangeschen Bewegung eines Fluidpartikels durch Langevin-Gleichungen beruht. Die entsprechende Fokker-Planck-Gleichung entspricht der Gleichung für die Einpunkt-Verteilung der Lundgren-Hierarchie.

该项目是一个快速的数值模拟的Skalartransporters在vollentwickelt压缩机Kanalströmung与Luft als Arbeitsmedium，以验证一个统计理论，该项目将在一个erweiten LundeschenHierarchie von Mehrpunkt-Verteilungsfunktionen beruht and von Rudolph Friedrich（理论物理学，斯图加特大学）。慕尼黑工业大学在一个0.1和5个几何模型中直接进行数值模拟。这是一个压缩的Navier-Stokes-Löser模型，它与迎风模型5相结合。通过Padé-Verfahren 6命令对Konvektionsterme进行重新排序。安排了分子输运和龙格-库塔-法4的迭代计算。为工作安排时间表。Der Code wird um eine Transportgleichung für einen passiven Skylerweitert und parallelisiert. Die gewonnenen韦尔登韦尔登in vielfältiger Weise statistisch ausgewertet（Einpunkt- und Mehrpunkt-Korrelationen）and dienen einmal der Verbesserung des Verständnses von Kompressibilitätseffekten auf den Skalartransport und zum anderen der Überprüfung und Weiterentwicklung von Schließungsannahmen，die in der statistischen Theorie der Stuttgarter Gruppe vorgeschlagen韦尔登.一个用于Zweipunkt-Verteilungsfunktionen的Schließungsannahme必须基于拉格朗日PDF方法，通过Langevin-Gleichungen beruht建立一个拉格朗日随机模型。Die entsprechende Fokker-Planck-Gleichung entspricht der Gleichung für die Einpunkt-Verteilung der Lundel-Hierarchie.