各向异性线性力模型参考

通过各向异性线性力模型,可以生成体积中的湍流波动,用于尺度求解模拟和尺度求解混合模拟。

理论 请参见理论指南 — 各向异性线性力 (ALF)。
提供方式 [物理连续体] > 模型 > 可选模型
节点路径示例 连续体 > 物理 1 > 模型 > 各向异性线性力
要求 (停用 Auto-select recommended physics models(自动选择推荐物理模型) 复选框。)
  • 空间:三维
  • 时间:隐式非稳态或 PISO 非稳态
  • 材料:气体、液体、欧拉多相、多组分气体和多组分液体之一
  • 粘滞态:湍流
  • 下列某个模型:
  • 湍流:大涡模拟 (LES) 或分离涡模拟 (DES)

    亚网格尺度湍流(对于 LES):动态 Smagorinsky 亚网格尺度、Smagorinsky 亚网格尺度或 WALE 亚网格尺度

    分离涡模拟(对于 DES):Spalart-Allmaras 分离涡、EB K-Epsilon 分离涡或 SST (Menter) K-Omega 分离涡

  • 湍流:雷诺平均纳维-斯托克斯

    雷诺平均湍流:K-Epsilon 湍流或 K-Omega 湍流

    可选模型:尺度解析混合湍流

属性 EWA 迭代、C_r、C_v、CFL max。请参见各向异性线性力模型属性。
激活 区域输入 请参见区域设置。
场函数
  • ALF 动量源项
  • 指数时间滤波应力张量
  • 指数时间滤波速度
  • 目标应变率
请参见场函数。

各向异性线性力模型属性

EWA 迭代
在其范围内执行平均速度和雷诺应力分量的指数加权平均 (EWA) 的时间步数 nEWA。
C_r
系数 Cr ,Eqn. (1479)。
C_v
系数 Cv ,Eqn. (1478)。
CFL max
每个网格单元中与强制动量方程关联的最大库朗数。

区域设置

各向异性线性力选项
控制是否要在区域中应用 ALF。
可以在整个区域或区域的一部分中应用 ALF。使用 ALF 混合函数定义力体积范围。
在力体积内,ALF 需要以下值:
  • 目标速度矢量 vtarget
  • 目标雷诺应力张量 Ttarget=〈v′⊗v′〉target
  • 目标湍流耗散率 εtarget
  • 目标湍动能 ktarget
对于 Ttarget 和 εtarget,可以直接输入相应的值,也可以从其他湍流量中衍生。
各向异性线性力选项对应方法节点
关闭无。
K + 长度尺度

根据指定的目标湍动能 ktarget 和目标长度尺度 ltarget 计算目标雷诺应力张量和目标湍流耗散率计算,如下所示:

Ttarget=23ktargetI,其中,I 为单位矩阵。

εtarget=(ktarget)3/2ltarget

注使用此选项时,雷诺应力张量和线性力变为各向同性。
ALF 混合函数
用于指定力体积的标量分布值:
  • 0:不应用 ALF。
  • 1:应用 ALF。
ALF 长度尺度
用于指定 ltarget 的标量分布值。
ALF 湍动能
用于指定 ktarget 的标量分布值。
ALF 速度
用于指定目标速度 vtarget 的矢量分布值。
K + Epsilon

与 K + 长度尺度相同,根据指定的目标湍动能 ktarget 计算目标雷诺应力张量。

注使用此选项时,雷诺应力张量和线性力变为各向同性。
ALF 混合函数
与 K + 长度尺度相同。
ALF 耗散率
用于直接指定 εtarget 的标量分布值。
ALF 湍动能
用于指定 ktarget 的标量分布值。
ALF 速度
与 K + 长度尺度相同。
雷诺应力 + 长度尺度

根据指定的目标长度尺度 ltarget 和目标雷诺应力张量 Ttarget 计算目标湍动能和目标湍流耗散率,如下所示:

ktarget=12tr(Ttarget)

εtarget=(ktarget)3/2ltarget

ALF 混合函数
与 K + 长度尺度相同。
ALF 长度尺度
用于指定 ltarget 的标量分布值。
ALF 雷诺应力张量
用于直接指定 Ttarget 的张量分布值。
ALF 速度
与 K + 长度尺度相同。
雷诺应力 + Epsilon

计算目标湍动能,如下所示:

ktarget=12tr(Ttarget)

ALF 混合函数
与 K + 长度尺度相同。
ALF 耗散率
用于直接指定 εtarget 的标量分布值。
ALF 雷诺应力张量
用于直接指定 Ttarget 的张量分布值。
ALF 速度
与 K + 长度尺度相同。

场函数

ALF 动量源项
表示体积力源项的标量场 fb,ALF,如 Eqn. (1471) 中定义。
指数时间滤波应力张量
表示平均雷诺应力 Tres 的张量场,由 EWA 法计算得出。
指数时间滤波速度
表示平均速度的矢量场 〈v˜〉,由 EWA 法计算得出。
目标应变率
表示应变率张量的模量的标量场,由 Eqn. (1129) 给出,并根据目标速度场 vtarget 计算得出。