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Abend zusammen,

ich möchte nur mal in die Runde fragen, ob jemand schon Erfahrungen mit LES Simulationen hat.
Die Frage die sich mir stellt, wie fein muss das Netz cira sein?

Ich weiß, dass das die Zellengröße mit den turbulenten Längenskalen zusammenhängt. Da in LES die kleinen Wirbel direkt berechnet werden und die großen über ein Modell approximiert wird, muss meine Netz kleiner als die kleinste Längenskala sein, um diese Frequenz abzubilden. Die Frage ist nur wie ich diese berechnen kann.

Die turbulente Längenskala kann über d_hyd * 0.07 bestimmt werden (oder 0.035 abhängig von der Toolbox). Allerdings ist diese nach meinem Wissen die größte Skala die vorkommt.

Anregungen sind erwünscht.

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Grüße Tobias H.

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Hallo,

ich beschäftige mich hin und wieder mit LES Simulationen  

Zur Netzfeinheit kann ich folgendes sagen: Das Netz muss fein genug sein, um mindestens 80% der turbulenten kinetischen Energie auflösen  zu können. Ob du diese Bedingung erfüllt hast, kannst du mit dem Energiespektrum überprüfen! Grundsätzlich setzt eine LES einen dimensionslosen Wandabstand von y+=1 voraus, was zu einer extrem feinen Auflösung in Wandnähe führt. Der einfachste Weg die Auflösung etwas zu reduzieren ist die Verwendung der Van Driest Dämpfungsfunktion. Alternativen sind auch hybride Methoden wie DES.

Bei einer LES werden die großen, energiehaltigen Wirbel (large eddies) direkt über die NS-Gleichungen berechnet, währen die kleinen Wirbel über Feinstrukturmodelle (subgrid stress models) wie z.B. dem Smagorinsky Modell oder dem Modell von Germano (dyn. Smagorinsky Modell) berücksichtigt werden. Die kleinen feinen Wirbel sind isotrop, homogen und stochastisch. Aufgrund dieser Eigenschaften lassen sich die kleinen Wirbel sehr gut modellieren!

Zu den Längenskalen... Die größte Skala in einer turbulenten Strömung ist die integrale Längenskala. Die kleinsten in einer turbulenten Strömung existierenden Wirbel (die kleinste Skala) sind meines Erachtens die Kolmogorov-Wirbel. Alles darunter wird zu Wärme (Dissipation). Die Größe der Kolmogorov-Wirbel kann wie folgt abgeschätzt werden:

eta/L = (Ret)^(-3/4)

Diese Gleichung stellt einen Zusammenhang zwischen den größten Wirbeln der Länge L (integrale Längenskala) und den kleinsten Wirbeln (Kolmogorov-Wirbel) der Länge eta dar. Ret ist die turbulente Reynoldszahl.

Der Vorteil der LES ist, dass du die kleinsten Wirbelstrukturen eben NICHT mit deinem Netz auflösen musst. Wenn du ALLE Längenskalen einer turbulenten Strömung auflösen möchtest, dann mittels DNS.

Ich hoffe, dass ich etwas sinnvolles zu dem Thema LES beitragen konnte, obwohl der Thread ja schon etwas älter ist.

Beste Grüße

[Diese Nachricht wurde von slint am 05. Sep. 2013 editiert.]

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