Assessment of Large-Eddy Simulation of Internal Separated Flow

2009 ◽  
Vol 131 (7) ◽  
Author(s):  
Marco Hahn ◽  
Dimitris Drikakis
Keyword(s):  
Separated Flow ◽  
Separated Flows ◽  
Scalar Conservation Laws ◽  
Third Order ◽  
Eddy Simulation ◽  
Massively Separated Flows ◽  
Large Eddy ◽  
Stress Profiles ◽  
Scalar Conservation ◽  
Fifth Order

This paper presents a systematic numerical investigation of different implicit large-eddy simulations (LESs) for massively separated flows. Three numerical schemes, a third-order accurate monotonic upwind scheme for scalar conservation laws (MUSCL) scheme, a fifth-order accurate MUSCL scheme, and a ninth-order accurate weighted essentially non-oscillatory (WENO) method, are tested in the context of separation from a gently curved surface. The case considered here is a simple wall-bounded flow that consists of a channel with a hill-type curvature on the lower wall. The separation and reattachment locations, velocity, and Reynolds stress profiles are presented and compared against solutions from classical LES simulations.

scholarly journals Computational analysis of transitional and massively separated flows with application to wind turbines

2019 ◽  
Author(s):  
Κωνσταντίνος Διακάκης
Keyword(s):  
Large Eddy Simulation ◽  
Wind Turbines ◽  
Computational Analysis ◽  
Separated Flows ◽  
Navier Stokes ◽  
Detached Eddy Simulation ◽  
Eddy Simulation ◽  
Massively Separated Flows ◽  
Large Eddy ◽  
Unsteady Rans

Στην παρούσα διατριβή μελετήθηκε η μετάβαση της ροής από στρωτή σε τυρβώδη καθώς και η συμπεριφορά ροών μεγάλων αριθμών Reynolds στα πλαίσια προσομοίωσης τους με μεθόδους υψηλής πιστότητας.Για την προσομοίωση ροών με μετάβαση εξετάστηκαν μέθοδοι με υπολογισμό οριακού στρώματος και μέθοδοι με εξισώσεις μεταφοράς. Αυτές περιλαμβάνουν την μέθοδο e N καθώς και τα μοντέλα γ-Re θ , γ και AFT. Όλες οι μέθοδοι δοκιμάστηκαν σε αεροτομές, πτέρυγες και άτρακτο γενικής μορφής, σε εφαρμογές οι οποίες προέρχονταν από τους τομείς της αεροναυτικής και της αιολικής ενέργειας. Οι συγκρίσεις αφορούσαν κατά κύριο λόγο σε αεροδυναμικά φορτία και θέσεις μετάβασης. Στα πλαίσια διδιάστατων προσομοιώσεων, η μέθοδος e N με υπολογισμό οριακού στρώματος και το μοντέλο AFT έδωσαν πιο ακριβή αποτελέσματα από τις υπόλοιπες μεθόδους. Το μοντέλο γ-Re θ είναι μια καλή εναλλακτική, αρκεί ο αριθμός Reynolds να μην υπερβαίνει τα 6 εκατομμύρια. Πέραν αυτού του ορίου, η ακρίβεια των αποτελεσμάτων του μοντέλου μειώνεται σημαντικά. Ωστόσο, η μέθοδος e N και το μοντέλο AFT δεν δύνανται να χρησιμοποιηθούν για την μοντελοποίηση τρισδιάστατης μετάβασης στο πλαίσιο τρισδιάστατων προσομοιώσεων. Σε αυτές τις περιπτώσεις, το μοντέλο γ-Re θ εμπλουτισμένο με όρους εγκάρσιας ροής μπορεί να δώσει καλά αποτελέσματα, αρκεί ο αριθμός Reynolds να είναι στα αποδεκτά για το μοντέλο όρια. Όσον αφορά στις μεθόδους προσομοίωσης τύρβης υψηλής πιστότητας, εξετάστηκαν οι μέθοδοι Large Eddy Simulation (LES) και Detached Eddy Simulation (DES). Για τις προσομοιώσεις LES χρησιμοποιήθηκε το μοντέλο μικρών κλιμάκων του Smagorinsky. Η εφαρμογή του DES περιελάμβανε τις μεθόδους Delayed DES (DDES) και Improved Delayed DES (IDDES). Το ενδιαφέρον εστιάστηκε στην μοντελοποίηση ροών με μεγάλη αποκόλληση. Τόσο το LES όσο και το DES ήταν σε θέση να δώσουν πιο ακριβή αποτελέσματα από τους απλούς, μη-μόνιμους Reynolds Averaged Navier Stokes υπολογισμούς (Unsteady RANS) σε σύγκριση με πειράματα και υπολογιστικά αποτελέσματα από τη βιβλιογραφία. Το μοντέλο DES θεωρείται λιγότερο απαιτητικό σε υπολογιστικούς πόρους λόγω της μοντελοποίησης του οριακού στρώματος η οποία οδηγεί σε μικρότερες απαιτήσεις πλέγματος κοντά στην στερεή επιφάνεια. Ωστόσο, το DES δεν αναμένεται να μπορεί να δώσει αξιόπιστα αποτελέσματα σε ροές όπου η παρουσία και η εξέλιξη μικρών κλιμάκων τύρβης στο οριακό στρώμα είναι σημαντική, και που το μοντέλο LES πλεονεκτεί εκ κατασκευής. Σχετικά σημειώνεται ότι οι LES προσομοιώσεις δεν έφτασαν στα υπολογιστικά τους όρια όσον αφορά στο πλέγμα. Για να παραχθούν αξιόπιστα αποτελέσματα σε αυτές τις περιπτώσεις πρέπει να χρησιμοποιηθεί LES με πυκνό υπολογιστικό πλέγμα.

scholarly journals Assessing IDDES-Based Wall-Modeled Large-Eddy Simulation (WMLES) for Separated Flows with Heat Transfer

Fluids ◽  
2021 ◽  
Vol 6 (7) ◽  
pp. 246
Author(s):  
Rozie Zangeneh
Keyword(s):  
Heat Transfer ◽  
Heat Flux ◽  
Large Eddy Simulation ◽  
Skin Friction ◽  
Heat Fluxes ◽  
Separated Flows ◽  
Detached Eddy Simulation ◽  
Eddy Simulation ◽  
Large Eddy ◽  
Isothermal Wall

The Wall-modeled Large-eddy Simulation (WMLES) methods are commonly accompanied with an underprediction of the skin friction and a deviation of the velocity profile. The widely-used Improved Delayed Detached Eddy Simulation (IDDES) method is suggested to improve the prediction of the mean skin friction when it acts as WMLES, as claimed by the original authors. However, the model tested only on flow configurations with no heat transfer. This study takes a systematic approach to assess the performance of the IDDES model for separated flows with heat transfer. Separated flows on an isothermal wall and walls with mild and intense heat fluxes are considered. For the case of the wall with heat flux, the skin friction and Stanton number are underpredicted by the IDDES model however, the underprediction is less significant for the isothermal wall case. The simulations of the cases with intense wall heat transfer reveal an interesting dependence on the heat flux level supplied; as the heat flux increases, the IDDES model declines to predict the accurate skin friction.

Realizable Dynamic Large Eddy Simulation of Separated Flows

2016 ◽  
Author(s):  
Reza Mokhtarpoor ◽  
Stefan Heinz ◽  
Michael K. Stoellinger ◽  
Ponnampalam Balakumar
Keyword(s):  
Large Eddy Simulation ◽  
Separated Flows ◽  
Eddy Simulation ◽  
Large Eddy

The Germano Large Eddy Simulation Model Used for the Simulation of Separated Flow

2003 ◽  
Author(s):  
Engin Cetindogan ◽  
Govert de With ◽  
Arne E. Holdo̸
Keyword(s):  
Reynolds Number ◽  
Large Eddy Simulation ◽  
Computational Study ◽  
Separated Flow ◽  
Local Flow ◽  
Large Eddy Simulation Model ◽  
Slip Boundary ◽  
Eddy Simulation ◽  
Large Eddy ◽  
Les Model

A computational study of unsteady, separated fluid flow was made using the Large Eddy Simulation (LES). As flow problem the turbulent flow past a circular cylinder at a Reynolds number of Re = 3900 was chosen. The objective of this work was to study the numerical and modelling aspects of the dynamic Germano-LES turbulence model. Before LES can be used for applications of practical relevance, such as the flow around a complete aircraft or automobile, extensive tests must be carried out on simpler configurations to understand the quality of LES. Also, the influence of different grid resolutions was examined. Due to the fact of a low Reynolds number, no-slip boundary conditions were used at solid walls. Two different subgrid scale models were applied. In recent years several simulations were carried out using the Smagorinsky-LES model but there is still a lack of experience using the dynamic Germano-LES model, which takes the local flow parameters into account. Several simulations with different parameters and grid-models were carried out both with the Germano-LES model and the Smagorinsky-LES model. Comparisons were made between these two models as well as with several experimental data taken from literature.

Numerical study of transonic cavity flows using large-eddy and detached-eddy simulation

2007 ◽  
Vol 111 (1117) ◽  
pp. 153-164 ◽  
Author(s):  
P. Nayyar ◽  
G. N. Barakos ◽  
K. J. Badcock
Keyword(s):  
Energy Content ◽  
Numerical Study ◽  
Flow Characteristics ◽  
Navier Stokes ◽  
Detached Eddy Simulation ◽  
Complex Flow ◽  
Promising Alternative ◽  
Eddy Simulation ◽  
Massively Separated Flows ◽  
Large Eddy

Numerical analysis of the flow in weapon bays modelled as open rectangular cavities of length-to-depth (L/D) ratio of 5 and width-to-depth (W/D) ratio of 1 with doors-on and doors-off is presented. Flow conditions correspond to Mach and Reynolds numbers (based on cavity length) of 0·85 and 6·783m respectively. Results from unsteady Reynolds-averaged Navier-Stokes (URANS), large-eddy simulation (LES) and detached-eddy simulation (DES) are compared with the simulation methods demonstrating the best prediction of this complex flow. It was found that URANS was not able to predict the change of flow characteristics between the doors-on and doors-off configurations. In addition, the energy content of the cavity flow modes was much better resolved with DES and LES. Further, the DES was found to be quite capable for this problem giving accurate results (within 3dB of) experiments and appears to be a promising alternative to LES for modelling massively separated flows.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document