Extra-Large Eddy Simulation of Massively Separated Flows

2004 ◽  
Author(s):  
Johan Kok ◽  
Henry Dol ◽  
Bas Oskam ◽  
Harmen van der Ven
Keyword(s):  
Large Eddy Simulation ◽  
Separated Flows ◽  
Eddy Simulation ◽  
Massively Separated Flows ◽  
Large Eddy

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

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 A New Wall Model for Large Eddy Simulation of Separated Flows

Fluids ◽  
2019 ◽  
Vol 4 (4) ◽  
pp. 197 ◽  
Author(s):  
Ahmad Fakhari
Keyword(s):  
Large Eddy Simulation ◽  
Pressure Gradient ◽  
Separated Flows ◽  
Two Dimensional ◽  
Wall Model ◽  
Law Of The Wall ◽  
Eddy Simulation ◽  
Large Eddy ◽  
Immersed Boundaries ◽  
Near Wall

The aim of this work is to propose a new wall model for separated flows which is combined with large eddy simulation (LES) of the flow field in the whole domain. The model is designed to give reasonably good results for engineering applications where the grid resolution is generally coarse. Since in practical applications a geometry can share body fitted and immersed boundaries, two different methodologies are introduced, one for body fitted grids, and one designed for immersed boundaries. The starting point of the models is the well known equilibrium stress model. The model for body fitted grid uses the dynamic evaluation of the von Kármán constant κ of Cabot and Moin (Flow, Turbulence and Combustion, 2000, 63, pp. 269–291) in a new fashion to modify the computation of shear velocity which is needed for evaluation of the wall shear stress and the near-wall velocity gradients based on the law of the wall to obtain strain rate tensors. The wall layer model for immersed boundaries is an extension of the work of Roman et al. (Physics of Fluids, 2009, 21, p. 101701) and uses a criteria based on the sign of the pressure gradient, instead of one based on the friction velocity at the projection point, to construct the velocity under an adverse pressure gradient and where the near-wall computational node is in the log region, in order to capture flow separation. The performance of the models is tested over two well-studied geometries, the isolated two-dimensional hill and the periodic two-dimensional hill, respectively. Sensitivity analysis of the models is also performed. Overall, the models are able to predict the first and second order statistics in a reasonable way, including the position and extension of the downward separation region.

Two-Dimensional Large-Eddy Simulation of Flow past a Wind Turbine Airfoil in Deep Fall

2011 ◽  
Vol 347-353 ◽  
pp. 2165-2168 ◽  
Author(s):  
Jie Fu ◽  
Bin He ◽  
Hui Ling Zhang ◽  
Qin Shan Fan
Keyword(s):  
Large Eddy Simulation ◽  
Wind Turbine ◽  
3D Model ◽  
Hybrid Methods ◽  
Separated Flows ◽  
Two Dimensional ◽  
Eddy Simulation ◽  
Flow Past ◽  
Large Eddy ◽  
Wind Turbine Airfoil

In order to assess the performance of the two-dimensional (2D) large eddy simulation (LES) as a computational tool for analyzing separated flows. LES in various models has been developed to simulate turbulent flows, especially to separated flows. In this investigation, 2D LES is used to simulate flow past a wind turbine airfoil in deep stall which is a classical separated flow proved by experiments. The results of 2D LES are compared with that of a 3D model using RNS/LES hybrid methods and with experimental data. This shows that the 2D LES method can not only be used to simulate separated flows, but also the calculation time of 2D LES is significantly decreased to compare with the 3D model using RNS/LES hybrid methods.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document