Study on Numerical Instability and Accuracy of Large Eddy Simulation for Complex Turbulent Flows

复杂湍流大涡模拟数值不稳定性和精度研究

基本信息

  • 批准号:
    13650168
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.56万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    2001
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2001 至 2002
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Large Eddy Simulation (LES) is investigated as a generally accurate method for the complex turbulent flows where the statistical models are difficult to apply. However, LES was still difficult to perform accurately and effectively enough in the application to engineering problems. Here it is important to develop both appropriate numerical method and turbulence model to perform the LES in accurate and stable computation. This research investigated these numerical method for LES in the following points ; i) Numerical formulation of dynamic SGS model and its validation, ii) validation of SGS models in the micro-scale structure analysis using the numerical results by direct simulation, iii) study on the influence of inlet fluctuate condition and its validation in the annular jet flows, iv) proposal of numerical model for suppressing instability of LES and its validation in separated turbulent flows. These analysis and proposals were introduced into practical simulations of complex turbulent flows such as spray combustion, lift-up barrner flame and gasturbine combustor flows. Pulsating flow simulation in brain artery was also analyzed the above technique.
大涡模拟(LES)作为一种通用的湍流模拟方法,在统计模型难以应用的情况下得到了广泛的应用。然而大涡模拟在工程问题的应用中仍难以达到足够准确和有效的效果。在这里,发展合适的数值方法和湍流模型来进行LES的精确和稳定的计算是很重要的。本研究从以下几个方面对大涡模拟的数值方法进行了研究:i)动态SGS模型的数值公式及其验证,ii)使用直接模拟的数值结果验证SGS模型在微尺度结构分析中的有效性,iii)研究入口脉动条件的影响及其在环形射流中的验证,iv)提出了抑制大涡模拟不稳定性的数值模型,并在分离湍流中进行了验证。这些分析和建议被应用到喷雾燃烧、提升火焰和燃气轮机燃烧室等复杂湍流流动的实际模拟中。并对脑动脉内脉动流的模拟进行了分析.

项目成果

期刊论文数量(34)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
M. Hirohata: "Stabilization of Lifted Non-premixed Jet Flames using 2-scalar Flamelet LES Model"Proceedings of the 16^<th> CFD Symposium. C28-4. (2002)
M. Hirohata:“使用 2 标量火焰小 LES 模型稳定提升的非预混合射流火焰”第 16 届 CFD 研讨会论文集。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
K.Lei: "Full Way Coupling of Large Eddy Simulation for Particle-Laden Turbulent Flows Using New Dynamic SGS Models"Turbulence and Shear Phenomena Second International Symposium. 12. 111-116 (2001)
K.Lei:“使用新的动态SGS模型对粒子负载湍流进行大涡模拟的全路耦合”湍流和剪切现象第二届国际研讨会。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
T. Kobayashi: "Large Eddy Simulation of Combustion Jet Flow"WCCMV Fifth World Congress on Computational Mechanics. (2002)
T. Kobayashi:“燃烧射流的大涡模拟”WCCMV 第五届世界计算力学大会。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
M.Tsubokura: "Development of the Isotropic Eddy Viscosity Type SGS Models for the Dynamic Proceeding Using Finite Difference Method and its Assessment on a Plane Turbulent Channel Flow"JSME International Journal, Series B. 44. 487-496 (2001)
M.Tsubokura:“使用有限差分方法开发动态过程的各向同性涡粘性 SGS 模型及其对平面湍流通道流的评估”JSME 国际期刊,系列 B. 44. 487-496 (2001)
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
M.Oshima: "Numerical study of Hemodynamic Effect of Intracranial Aneurysms"The 1st International Symposium on Advanced Fluid Information. 131-136 (2001)
M.Oshima:“颅内动脉瘤血流动力学效应的数值研究”第一届国际高级流体信息研讨会。
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  • 发表时间:
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  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
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  • 财政年份:
    2003
  • 资助金额:
    $ 2.56万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
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