湍流计算的多尺度方法

摘要

湍流计算的多尺度方法把可分辨尺度分成大、小二个尺度或更多尺度范围;大小尺度方程通过湍流应力项和能量传递项相耦合.不可分辨尺度只对小尺度起作用、而对大尺度无直接作用.文中给出尺度间相互作用的近程和共振作用应力以及近程和共振能量传递的数学表达式,这些数学表达式不包含任何经验常数和经验关系,由此给出近似封闭的大小尺度运动运动方程组.利用大小尺度方程组计算了不可压槽道流和平面混合层流动的三维时间演化;大小尺度方程计算既给出与NS方程计算相一致的结果(如平均速度,平均脉动速度等)、也给出了NS方程计算未能算出的一些结果(如最大脉动速度及其两次突增等),说明多尺度方法计算湍流的潜力.