湍流大涡模拟的复杂系统模型

摘要

传统的湍流大涡模拟计算模型是基于将亚网格小尺度湍流运动描述为随机脉动的思想建立的.如此产生的亚网格应力对各向同性湍流场中的大涡的能量耗散能起到应有的作用,但对具有强剪切流动结构的湍流场的亚网格效应的刻画是非物理的.为了建立一个具有物理意义的湍流大涡模拟计算方法,建议对于湍流流动结构给以充分重视.提出以分形数学的迭代函数系统为基础重构湍流小尺度结构的思想.发展了一个新的非局部分形插值方法来实现从大尺度粗网格到小尺度亚网格的流场结构重构.对实验数据的分析表明,非局部分形插值方法能有效地刻画小尺度湍流结构,为产生对粗网格流场演化动力学的封闭表述和基于流动结构的大涡模拟模型奠定了基础.