本方法首次将真实表面粗糙度纳入直接数值模拟,揭示其与等效规则粗糙度在近壁湍流结构上的本质差异。
Zeng, Xian · Zhang, Yang · Cui, Jiahuan · 肖左利 · Luo, Jiaqi
Physics of Fluids 2024
用 ghost cell 浸没边界方法处理任意复杂粗糙表面,不再需要贴体网格,能直接模拟工程实测的随机粗糙度。
即使摩阻系数和 ΔU+ 几乎相同,真实粗糙度与等效规则粗糙度的近壁流场结构明显不同,真实粗糙度空间更不均匀但湍流强度更低——用规则粗糙度预测会得到错误的湍流统计。
平均速度与雷诺应力在外层符合相似律,说明粗糙度影响主要集中在粗糙亚层,外层基本不受粗糙度细节影响,这为壁面模型简化提供了依据。