超级计算机仿真阐明了湍流边界层在中等雷诺数上的演变

斯图加特大学的空气动力学和气体动力学研究所(IAG)的科学家已经生成了一个新型数据集,该数据集将改善湍流模型的发展。在高性能计算中心斯图加特(HLRS)的鹰超级计算机的帮助下,克里斯托夫·温泽尔博士实验室的研究人员对空间不断发展的湍流边界层进行了大规模直接的数值模拟。

来源:英国物理学家网首页
在开发湍流的一定点之后(例如,随着空气在飞行中的机翼上移动),湍流边界层的外部区域(蓝色占主导地位)保持了持久的,相似的物理结构。学分:IAG,斯图加特大学

斯图加特大学的空气动力学和气体动力学研究所(IAG)的科学家已经生成了一个新型数据集,该数据集将改善湍流模型的发展。在高性能计算中心斯图加特(HLRS)的鹰超级计算机的帮助下,克里斯托夫·温泽尔博士实验室的研究人员对空间不断发展的湍流边界层进行了大规模直接的数值模拟。

使用超过1亿个CPU小时在Hawk上,该模拟是独一无二的,因为它捕获了单个计算域中规范,完全发达的湍流状态的发作。该研究还以前所未有的清晰度确定了一个拐点,在该拐点处,湍流边界层的外部区域开始保持自相似结构,因为它向高雷诺数移动。结果出现在《流体力学杂志》上发表的新论文中。

新纸 流体力学杂志

“我们团队的目标是了解动荡边界层中未开发的参数制度,”博士学位Jason Appelbaum说。 Wenzel实验室的候选人和这项研究的领导者。 “通过运行大规模模拟,该模拟完全解决了从早期到进化状态的湍流的整个发展,我们生成了第一个可靠的全分辨率数据集,用于研究高度元素效应的出现。”

为什么很难研究中等雷诺数

对于工业应用,湍流模型不需要将物理学复制到最好的细节;它们必须仅足够准确,可以实用,并且能够在适度的计算资源上平稳运行。

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