格子サイズ以上の渦は直接計算し, 格子サイズ(SGS)以下の渦はモデル化するラージエディシミュレーション(LES)において, SGSモデル項の影響は, 直接計算から検討できるが, 複雑な乱流中ではその振る舞いはよくわからない。そこで, 解析的な漸近解が知られ, 乱流中の渦を模擬している楕円形バーガーズ渦に空間フィルタをかけることで, 楕円渦周りのSGSエネルギー輸送について検討をした。その結果, 大きなスケールから小さなスケールへのエネルギーの順輸送とその逆輸送は, 楕円渦の周りに四重極に分布することがわかった。また, LESでモデル化するSGS応力テンソルの各項のエネルギー輸送の違いも可視化して明らかにした。
In large-eddy simulation (LES), the grid-scale eddy is directly computed, and the subgrid-scale (SGS) eddy is modeled. The effect of the SGS modeled term on the energy transfer is assessed by using direct numerical simulation. However, the behavior of the modeled term is unclear because turbulence is complicated. It is well known that the eddy in turbulence is approximated by the elliptic Burgers vortex. In this study, by taking the filter operation to the elliptic Burgers vortex with asymptotic solution, we examine the SGS energy transfer around the elliptic vortex in LES. As a result, we found that the SGS energy transfer from large scale to small scale, i.e., forward scatter, and the backward energy transfer, namely, backscatter distribute as a quadrupole around the vortex. Moreover, we revealed the difference of the SGS energy transfer distribution by each modeled term in the SGS stress tensor.
|
