如何學習好大渦模擬數值方法?
本人目前對cfd和流體力學知識的掌握程度只有:能自行推導控制方程,微分形式比較熟練,積分形式要看書,能量方程的基本形式還行,熵和焓的概念不清楚,沒有學陶的傳熱學,工程熱力學只有熱力學定律的基本理解,自己能編寫一個方腔流動的小程序(直接離散ns方程的那種,雷諾數不高),關於渦理論、控制方程的應用這一塊全部沒有仔細看(僅限於大學本科課程的印象),因工作需要最好能快速掌握大渦模擬的方法,能在方腔區域寫一個大渦模擬的程序程序就OK了,本人學習能力還可以,數理基礎不錯,張量勉強ok,希望各位前輩大神能推介一些方法,或者我還要彌補什麼不足,完了,可以看什麼教材,最好能有例子的,具體一點的就好了。不知道有沒有大神看過俄羅斯翻譯教材的,比如李俊峰譯的理論力學之類,最好不要這種,全是理論 ,沒什麼例子和推演,太高深了。請各位賜教了,收下膝蓋!或者有案例代碼的,能否給一個(這個郵件私聊也行)
關於一般的LES,前面幾位說得比較清楚了,我大概補充一下一些進階的東西。
1、不同種類的亞格子應力模型。對於普通的smagorinsky model,其主要缺陷是過於diffusive,應有的對流結構很多都被diffusion幹掉了。現在比較主流的dynamic smagorinsky model算是一種很成功的multiresolution模型,可以做出更好的流動預測,但也會出現不穩定性。如果要做出高質量的LES結果,這些研究成果應該是需要了解的。
2、boundary treatment。S.Pope將LES的固壁邊界處理分為兩類:Wall modeling和Wall resolution,分別對應不同的邊界層解析度。對於入口邊界,主流的digital filter和Synthetic Random Fourier Method應該知道(自己開發了一個,不過不好意思相提並論)。對於可壓縮流,還要考慮出口的wave reflection,有整個一大類出口邊界叫non-reflective boundary condition。如果不對出口做特殊處理,整個人流場的模擬效果會很差
3、Compressible和incompressible LES的區別,分別如何求解。不僅僅是控制方程組不一樣,即使全都用有限體積求解,解法也不一樣。Reynolds filter和Farve filter之後的方程也許形式一樣,但是背後物理機理有區別。Compressible LES中會出現shock wave,那麼shock wave怎麼處理,shock wave的modeling和LES的subgrid modeling之間的關係怎麼處理,都是非常重要的問題,
4、數值格式。可能現今主流的LES數值格式仍然是有限差分(體積),但是各類高階譜方法也已經在LES中顯示出各種優越的性能。隨著DG、SEM開始逐漸成熟,這一代至下一代的CFD代碼會被高階格式逐漸取代。這些新的數值格式自然也是一個很好的學習方向。即使說只使用有限差分和有限體積,像WENO、Pade scheme之類的LES中普遍應用的高階格式也是應該掌握的。
5、LES結果的解讀。LES是有很強的局限性的,哪些統計量LES可以算準,哪些量根本不可能算準,這些理論上都應該清楚。什麼樣的結果是相對合理的結果,如果出了問題要怎麼做,這都是以後跑LES過程中要一點點思考的。
算好LES是很不容易的事,從六、七十年代到現在將近半個世紀了,經過多少計算和理論大師的努力,到現在LES仍不能稱之為成熟。
所以...........慢慢來謝邀。呃呃呃,方腔編完了,改成最粗糙的那種大渦模擬不就是一小時左右的問題么~直接算一下湍流粘性係數加到本來的粘性就可以啦~
自己能寫一個方腔流動的CFD程序,再花十分鐘的時間就能搞定最簡單的smagorisky大渦模擬的程序了。就是讓粘度加一個全場的跟網格尺度相關的標量場而已。都不需要解方程組
自己能編寫一個方腔流動的小程序(直接離散ns方程的那種,雷諾數不高)
你已經秒殺99%的博士了。
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