WALE 亚网格尺度模型

WALE(壁面适应局部涡粘度)亚网格尺度模型是更流行的亚网格尺度模型,其公式中使用了新形式的速度梯度张量。

该模型类似于 Smagorinsky 亚网格尺度模型,存在模型系数 Cw(请参见 Eqn. (1398))不通用的限制。 但是,使用 Simcenter STAR-CCM+ 进行的验证表明,与 Smagorinsky 模型相比,WALE 模型对此系数值的灵敏度似乎更低。 WALE 模型的另一个优点是,它不需要任何形式的近壁阻尼,而是会在壁面处自动提供精确的比例缩放。

WALE 亚网格尺度粘度

WALE 亚网格尺度模型 [354] 为亚网格尺度粘度提供以下混合长度类型公式:

1. EQUATION_DISPLAY
μt=ρΔ2Sw
(1397)

其中:

  • ρ 为密度。
  • Δ 为长度尺度或网格滤波器宽度。
  • S w 为变形参数。

长度尺度 Δ 使用网格单元体积 V 定义如下:

2. EQUATION_DISPLAY
Δ={ CwV1/3if  length scale limit is not appliedmin(κd,CwV1/3)if length scale limit is applied
(1398)

其中:

变形参数 S w 定义如下:

3. EQUATION_DISPLAY
S w = S d : S d 3 / 2 S d : S d 5 / 4 + S : S 5 / 2
(1399)

其中:

  • S Eqn. (1130) 给出并通过求解的速度场 v˜ 计算。

张量 S d 定义如下:

4. EQUATION_DISPLAY
Sd=12[vv+(vv)T]-13tr(vv)I
(1400)

其中, I 为单位张量。

模型系数

Cw κ
0.544 0.41

模型系数 Cw 不通用。 文献中报告的 Cw 典型值介于 0.5(对于均匀各向同性衰变湍流)到 0.325(对于通道流)之间。 使用 Simcenter STAR-CCM+ 执行的验证表明,默认值 Cw=0.544 同时适用于均匀各向同性衰变湍流和通道流。