笛卡尔网格壁面函数

湍流模拟降本一个量级

一种在贴体性差的笛卡尔网格上实现壁面函数并与SST、SA湍流模型KDO匹配的方法，缓解高雷诺数模拟网格数指数增长的‘灾害’。

Luo, Canyan · Bi, Lin · 徐晶磊 · 周丹 · 袁先旭 · 唐志共

Gong Cheng Li Xue/Engineering Mechanics 2024

参数信息

首层网格规模缩减

1-2 orders of magnitude

技术优势

网格开销降一个量级

采用壁面函数后，首层网格规模可减少1-2个数量级，显著降低高雷诺数模拟的网格总量。

KDO匹配湍流模型

利用结构系综理论并通过DNS数据标定，构造了随湍流粘性比和壁面函数变化的湍动能关系式，实现湍流模型的KDO匹配。

计算成本相对小

该方法形式简单，在保证准确可靠的同时计算量相对较小，具有实用价值。

应用场景

• CFD湍流模拟：在贴体网格上部署壁面函数，使湍流模拟首层网格需求降低而不牺牲精度。
• 高雷诺数流动数值仿真：缓解高雷诺数下网格数指数增长的‘灾害’，使大规模模拟可行。
• 工程流体力学计算：在SST、SA等常用湍流模型上实现壁面函数，为工程计算提供稳健、低成本的近壁处理。