Entwicklung und Validierung einer neuartigen strukturbasierenden Methode zur künstlichen Generierung von Einstromrandbedingungen für LES
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Der Bericht gibt einen Überblick über die jüngsten Entwicklungen der turbulenten Spot Methode. Die Methode basiert auf der Synthese der Fluktuationsfelder durch stochastisch verteilte Flecken oder Spots der zu generierenden Größen. Basierend auf der strengen mathematischen Analyse wurden die neuen Spots oder Vortonen in einer Form der Wirbelstrukturen mit dipolähnlichen Wirbelstärkeverteilung abgeleitet. Die mit Vortonen erzeugten künstlichen turbulenten Felder erfüllen die Divergenzfreiheitbedingung, besitzen vorgegebene Reynoldsche Spannungen und Langenmassen. Die Methode wurde zur Generation der durch die Flüsse gekoppelten Geschwindigkeits- und Skalarfelder sowie für kompressible Strömungen erweitert. Die Methode wurde in den Openfoam-Code implementiert und für eine Reihe von kanonischen Strömungen getestet. Es wurden die Vor- und Nachteile des neuen Verfahrens mit ähnlichen Ansätzen verglichen. Der grösste erzielte Fortschritt der Entwicklung ist eine drastische Reduzierung der Druckschwankungen im Rechengebiet durch exakte Reproduzierung der Divergenzfreiheitsbedingung, der Reynoldsschen Spannungen und Längenmassen im einfließenden Feld.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- (2018) Generation of divergence free synthetic inflow turbulence with arbitrary anisotropy. Computers & Fluids 165 78–88
Kröger, Hannes; Kornev, Nikolai
(Siehe online unter https://doi.org/10.1016/j.compfluid.2018.01.018) - Generation of Synthetic Turbulence for LES And DNS Using the Turbulent Spot Method, 27th Nordic Seminar on Computational Mechanics (NSCM-27), 2014
H. Kröger, N. Kornev
- Generation of anisotropic divergence free synthetic turbulence at inflow boundaries for LES and DNS using the Turbulent Spot Method, 8th International Symposium on Turbulence, Heat and Mass Transfer, 2015
H. Kröger, N. Kornev
- Generation of Anisotropic Turbulent Inflow Velocity Fields for LES and DNS, 9th International Symposium on Turbulence and Shear Flow Phenomena (TSFP 9), 2015
N. Kornev, H. Kröger
- Synthesis of Turbulence Using Vortex Elements, 7th International Conference on Vortex Flows and Vortex Models (ICVFM), 2016
H. Kröger, N. Kornev
- Extension of the Turbulent Spot Method Towards Arbitrary Reynolds Stresses and Integral Lengths, submitted to International Journal Heat and Fluid Flow (2017)
Kröger, H., and Kornev, N.
- Synthesis of Turbulent Velocity Fields ot Inflow Boundaries on LES and Hybrid Methods, 10th International Symposium on Turbulence and Shear Flow Phenomena (TSFP10), 2017
H. Kröger, N. Kornev
