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B-C转捩模型的DDES方法模拟转捩大分离流动

余秋阳, 包芸, 王圣业, 王光学

计算物理 2020, 37 (1): 46-54. DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.8007

摘要（395）

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PDF （4750KB）（1199）

根据零压力梯度平板的实验数据对B-C转捩模型中的经验关联式进行标定.标定后的B-C转捩模型在进口湍流度较低的平板算例上可以提供更合理的转捩预测结果.但受限于RANS方法自身特性，B-C转捩模型对转捩后出现的大分离流动计算可靠性较差.结合延迟分离涡模拟SA-DDES方法和B-C转捩模型，发展了转捩-延迟分离涡模拟BC-DDES方法.三维S-K平板的数值模拟表明，BC-DDES方法能得到与B-C转捩模型一致的转捩结果.三维圆柱绕流的数值模拟表明，BC-DDES方法得到与实验符合的平均阻力系数和表面压力分布，并且计算花费比tHRLES方法少.

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湍流热对流DNS多分辨率并行直接求解方法

包芸, 何建超, 方明卫

计算物理 2019, 36 (6): 641-647. DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.7974

摘要（379）

HTML （1）

PDF （4637KB）（1287）

依据温度标量场与动量计算的空间和时间计算分辨率不同的特点，采用两套网格，建立多分辨率双网格并行直接求解方法，用以解决极高Ra数湍流热对流DNS模拟巨大计算工作量的难题.在两套网格的数据交换上，根据每个细网格都满足连续方程，设计了速度的守恒平移插值方法.二维极高Ra数湍流热对流的计算结果表明，采用多分辨率双网格并行直接求解方法的DNS计算，可以使计算工作量降低近一个量级.瞬时温度场显示，双网格方法的计算结果可以很好地描述极高Ra数下快速运动的小尺寸漩涡团状羽流，得到的结果与原网格一致，不同方法计算得到的传热Nu数误差不超过1%.

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滑移边界对二维Rayleigh-Bénard热对流流态和传热特性的影响

何鹏, 包芸

计算物理 2019, 36 (5): 542-550. DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.7923

摘要（268）

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PDF （7093KB）（986）

采用并行直接数值模拟（PDM-DNS）计算无滑移和滑移边界二维Rayleigh-Bénard热对流.与无滑移边界形成的随机羽流运动的湍流热对流不同，滑移边界热对流最终形成湍流特征消失，且温度仅分布于四壁的一个大尺度环流的流动形态.平均场近底板的温度分布特性，无滑移边界逐渐变化而滑移边界出现过冲现象.宽高比Γ=1时，Nusselt数（Nu）随Rayleigh数（Ra）的变化具有相同标度指数，Nu~Ra^0.3.滑移边界热对流具有传热增强作用.滑移边界热对流Nu随Γ变化明显，并分为两个阶段，在Γ=0.5时出现Nu_max≈250，是无滑移边界热流Nu的5倍.

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湍流热对流的高效并行直接求解方法

包芸, 叶孟翔, 罗嘉辉

计算物理 2017, 34 (6): 651-656.

摘要（415）

HTML （3）

PDF （1692KB）（1227）

结合泊松方程直接求解的PDD算法，创建二维湍流热对流DNS模拟的并行直接求解方法（PDM-DNS）.在"天河二号"超级计算机上完成高Ra数湍流热对流大规模DNS计算，计算效果令人惊喜，实现了一年前难以达到的计算规模.高分辨率的湍流热对流计算结果显示，不同高Ra数的湍流热对流流动状态完全不同.为高Ra数湍流热对流大规模并行计算和数值模拟研究提供了有价值的计算方法.

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