Прямое численное моделирование свободной развитой турбулентности

Обсуждаются подходы при численном моделировании свободной развитой сдвиговой турбулентности для предельных режимов течения. На основе представлений о структурной турбулентности для моделирования упорядоченных движений и крупномасштабных вихрей предлагается дискретная диссипативная модель, полученная из нестационарных уравнений Эйлера осреднением по элементарной ячейке и временному интервалу. Путем соответствующих представлений диссипативный механизм отражает вклад мелкомасштабных («подсеточных») пульсаций для разных масштабов разрешения. Стохастическая составляющая турбулентности моделируется статистическим методом Монте-Карло на кинетическом уровне. Указанный подход резко сокращает уровень требований к ресурсам ЭВМ. Эффективность предложенных алгоритмов демонстрируется на задачах обтекания тел со срывом потока и эволюции турбулентного следа для двумерных и пространственных течений.