文档库

最新最全的文档下载
当前位置:文档库 > DNS LES RANS比较

DNS LES RANS比较

现有的大部分工程计算都是使用KE模型,或者雷诺应力模型这些所谓RANS模型来进行的。虽然这些模型的稳定性相对较好,所需网格较少,但由于还没有通用化的湍流模型,对于复杂流场的数值计算往往会出现发散或计算结果不准确的一些现象。湍流是一个多尺度的问题,而RANS模型企图用平均流的一些关系来推导出湍流的特征,虽想法合情合理,但实现起来的难度比较大。这也是为什么存在那么多针对具体情况而专用的RANS模型,却很难提出一个通用化模型来。$ e) W$ W( U8 k* ] DNS则是另一个极端,它所用的网格尺度要小于或等于湍流的最小尺度,通过用数值方法直接解N-S方程,配合相应的边界条件及初始条件,湍流的所有尺度上的能量传递都可以完全解出。因此,它可以被认为是完全正确的结果。但其缺点就是需要大量的网格,对于计算机计算速度以及内存的要求都非常高,以至于只能应用比较简单的流场。如日本东京大学利用世界排名第一的超级计算机——地球模拟器来计算板间流,所用网格数已经达到10亿的规模,但计算的雷诺数仅仅达到160000左右。

LES是介于RANS和DNS之间的一种计算方法。对于大于等于网格尺度的湍流,它采用直接数值模拟的方法,对于小于网格尺度的湍流,采用LES模型来计算。由于LES通常将网格大小设置在湍流能量分布的指数分布区,它所需的网格数要远远大于RANS模型,但又小于DNS。由于LES将主要的湍流能量传递采用DNS的方式来解,只有少部分能量采用模型模拟的方式,因此其准确性要高于RANS。RANS模型解出的数值是平均流(空间或时间平均)的结果,而LES解出的是网格点上的瞬时值。

DNS LES RANS比较

(共1页)