Direct numerical simulation and large-eddy simulation of turbulent flows using high-performance computers

现代模拟技术研究中心，湍流研究中心Strömungen在德国科学与技术研究所和Höchstleistungsrechnern下。大足zählt主要研究模具直接数值模拟（DNS）、模具模拟方法及湍流模拟等。Andererseits gehört die大涡模拟（LES） zu diesen erfolgversprechenden Ansätzen。湍流频谱分析（turb）。grobstruckturr) durch das numerische Verfahren aufgelöst, bebeder Einfluß der nicht aufgelösten turbulententfeintkturr aufdie grobstruckturr durch ein entsprechendes model bercksichtigt wind。Die Arbeit gibt einen detail listener Überblick ber den Stand der Entwicklungen bezglich aller Detailkomponenten des LES-Ansatzes。Der Schwerpunkt liegight dabei auf Modellierungsansätzen und Simulationstechniken, die sih .[4]模具仿真实务相关问题[stellungen eignen.]unfangreiche Analysen und kritische Evaluationen von Detailkomponenten (z.B. numerische Verfahren, feinstrumkturl - modelle and Randbedingungen) wurden inder vorliegenden Arbeit auf der Basis von drei Testfällen unterschiedlicher Komplexität (ebene Kanalströmung, Würfelumströmung und Kreiszylinderumströmung) durchgef<s:1> hrt。andhand von drei verschiedenenbeispielen, die technique relante Aufgabenstellungen ausder Verfahrenstechnik (Rührwerksströmung), den Werkstoffwissenschaften （Schmelztiegelströmung）和der Luftfahrttechnik (tragflgel in hochauftriebskonconfiguration) repräsentieren, wind abschließend das breite anwendungsspectrumdieser Techniken und ihre Vorhersagekraft aufgezeigte。力学学报veröffentlicht in:Breuer， M.：直接数值模拟与大涡模拟湍流场Strömungen auf hochleistungsrechne， habilationsschrift, Universität erlangen - n<e:1> rnberg。Berichte ausder Strömungstechnik, ISBN 3-8265-9958-6，德国亚琛，（2002）。

Gegenstand der Arbeit sind moderne Techniken zur Simulation praxisrelevanter, turbulenter Strömungen unter Einsatz von Hoch- und Höchstleistungsrechnern. Dazu zählt einerseits die Direkte Numerische Simulation (DNS), welche die genaueste Methode zur Turbulenzsimulation darstellt. Andererseits gehört die Large-Eddy Simulation (LES) zu diesen erfolgversprechenden Ansätzen. Bei der LES-Technik werden nur die großskaligen, energiereichen Anteile des Turbulenzspektrums (turb. Grobstruktur) durch das numerische Verfahren aufgelöst, wobei der Einfluß der nicht aufgelösten turbulenten Feinstruktur auf die Grobstruktur durch ein entsprechendes Modell berücksichtigt wird. Die Arbeit gibt einen detaillierten Überblick über den Stand der Entwicklungen bezüglich aller Detailkomponenten des LES-Ansatzes. Der Schwerpunkt liegt dabei auf Modellierungsansätzen und Simulationstechniken, die sich für die Simulation praxisrelevanter Problemstellungen eignen. Umfangreiche Analysen und kritische Evaluationen von Detailkomponenten (z.B. numerische Verfahren, Feinstruktur-Modelle und Randbedingungen) wurden in der vorliegenden Arbeit auf der Basis von drei Testfällen unterschiedlicher Komplexität (ebene Kanalströmung, Würfelumströmung und Kreiszylinderumströmung) durchgeführt. Anhand von drei verschiedenen Beispielen, die technisch relevante Aufgabenstellungen aus der Verfahrenstechnik (Rührwerksströmung), den Werkstoffwissenschaften (Schmelztiegelströmung) und der Luftfahrttechnik (Tragflügel in Hochauftriebskonfiguration) repräsentieren, wird abschließend das breite Anwendungsspektrum dieser Techniken und ihre Vorhersagekraft aufgezeigt. Die Arbeit ist veröffentlicht in:Breuer, M.: Direkte Numerische Simulation und Large-Eddy Simulation turbulenter Strömungen auf Hochleistungsrechnern, Habilitationsschrift, Universität Erlangen-Nürnberg. Berichte aus der Strömungstechnik, ISBN 3-8265-9958-6, Shaker Verlag, Aachen, (2002).