Smagorinsky常数对扁平箱梁气动特性大涡模拟的影响研究

简介

作为大涡模拟(LES)的唯一模型参数,经验Smagorinsky常数(CS)与特定的流动条件有关。为研究扁平箱梁气动特性LES的合理CS取值,开展了CS值在0.032~0.7范围以及动态亚格子黏性模型的多工况LES模拟,通过与风洞试验结果的对比,分析了主梁气动特性随CS值的变化。研究认为CS值不同时主梁表面压力和气动力的平均值差别不明显,其结果也与风洞试验吻合良好;但CS值的变化对主梁表面压力和气动力的均方根(RMS)值影响明显,结果也与风洞试验存在较大差异,CS值增大导致气动力脉动降低甚至无脉动;LES采用动态亚格子黏性模型无法给出主梁涡脱和表面压力的合理估计。在0.064≤CS≤0.27区间,LES均能给出与风洞试验一致的主梁涡脱单频和St值估计;从捕捉流动的非定常特性考虑,建议CS在上述范围内取小值。研究认为,CS增大导致亚格子湍流黏性增大,流动的耗散作用增强,降低了LES对非定常湍流特性的捕捉能力,导致模拟的气动力脉动量减小。