非均衡湍流是自然界和工程中最普遍的湍流形式,而且在转捩、尾迹、分离等含拟序结构的流动区域内非均衡性尤其明显。非均衡湍流的演化特征与均衡湍流截然不同,但由于非均衡性难以衡量,目前几乎所有的大涡模拟亚格子模型事实上都是基于均衡假设而建立的。这也正是导致目前大涡模拟在含拟序结构的区域内总是效果不佳的重要原因之一。为解决此问题,本项目提出用可解尺度速度差扭率来表征湍流的非均衡性,进而研究各种非均衡湍流中普适的多尺度特性- - 标度律,然后基于这些结果,利用过滤的柯氏方程建立起针对非均衡湍流的理性亚格子模型。新模型将首先在简单流动中进行先验和后验检测,然后在叶轮机流动计算中进行应用。本项目不仅在理论上对非均衡湍流的研究具有启发意义,而且有望弥补大涡模拟方法难以应用于含拟序结构的区域这一不足,为复杂流动的工程项目提供更完善的大涡模拟工具。
英文主题词large eddy simulation;turbulence;non-equilibrium;subgrid model;