基于间断有限元方法的大涡模拟滤波器构造及隐式大涡模拟技术研究

This project predicts turbulence by means of Large Eddy Simulation with a high-order discontinuous Galerkin method. First, accurate basic flowfield can be obtained by discontinuous Galerkin method because of its high-order, low dissipation, low dispersion characteristics. An efficient filtering method constructed is used in conjunction with the dynamic procedure to model the effect of subgrid scales and canonical test cases will be tested. Second, feasibility analysis of Implicit Large Eddy Simulation with a high-order discontinuous Galerkin method is studied. Application criteria of ILES-DG method will be introduced and turbulence test cases will be tested. Overall, based on above efficient, robust methods, accuracy of the prediction of turbulence can be improved, and the demands of the mesh sizes can be decreased.

本项目利用DG方法与大涡模拟相结合，构造湍流预测的方法。一是利用DG方法高精度、低耗散、低色散的优势，可以获得高精度的基础流场，构造基于DG的高效滤波方法，建立基于DG的动力亚格子模型，最后进行标准算例的验证；二是研究基于DG的隐式大涡模拟方法，对隐式大涡模拟DG方法应用的可行性进行分析，给出基于DG隐式大涡模拟的应用准则，使用湍流算例进行验证。使用以上湍流模拟方法，可以提高湍流预测的精度，降低对网格尺度的要求，提高计算效率及鲁棒性。

本项目研究DG显式大涡模拟和隐式大涡模拟的方法以及方法的推广应用。研究了DG显式大涡模拟的滤波方法及亚格子模型实施，开展了DG隐式大涡模拟的程序编制及算例测试，可用于低雷诺数的湍流计算分析。项目组在项目实施期间投入了很多时间和精力，认真执行项目计划，开展研究工作。项目组取得的研究成果已发表6篇学术论文，其中1篇被EI收录，对比项目研究计划，项目组基本完成了项目的研究内容，初步实现了预期的研究目标。