壁面由粗糙至光滑的槽道湍流大涡模拟

摘要

针对湍流在槽道中通过粗糙壁面后,流经光滑壁面,在恢复区表现出高度的非平衡状态,运用湍流大涡模拟(large eddy simulation,LES)模型对此进行了数值模拟。结果表明:湍流应力在光滑壁面段恢复得非常快,但是完全恢复则异常缓慢;在光滑壁面段,流动的平衡不仅受压力及剪切应力的影响,还受到上游粗糙元引起的强动量通量的影响;粗糙壁面段形成的大规模涡流在光滑壁面段仍持续存在;在槽道底部,肋条后方的流向脉动速度波动较大,但在尺度上较小;在光滑壁面段,流向脉动速度波动较小,但在尺度上较大。