Skip to main content

2016 | OriginalPaper | Buchkapitel

Large Eddy Simulation of Turbulent Thermal Convection Using Different Subgrid-Scale Models

verfasst von : Tomasz Czarnota, Tim Wetzel, Claus Wagner

Erschienen in: New Results in Numerical and Experimental Fluid Mechanics X

Verlag: Springer International Publishing

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

We present a comparison of large eddy simulations of turbulent convection in a cuboidal Rayleigh–Bénard cell. The LES are performed with the dynamic Smagorinsky model in the momentum equation and with the subgrid scale heat transport model by Peng and Davidson [5] in the energy equation. Additionally, LES were conducted with a dynamic scale similarity model used in the momentum and in the energy equation. It was found that in contrast to the scale similarity model, the dynamic Smagorinsky model occasionally produces unphysical temperature values which must be filtered out. Their number can be reduced by increasing the filter ratio in the dynamic procedure. On the other hand, the Smagorinsky model shows a log-like dependency on the filter width ratio for all compared quantities, with the best agreement to DNS with respect to the predicted Nusselt number and SGS heat fluxes for the smallest considered filter width ratio.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
1.
Zurück zum Zitat Germano, et al.: A dynamic subgrid-scale eddy viscosity model. Phys. Fluids A 3(7), 1760–1765 (1991)CrossRefMATH Germano, et al.: A dynamic subgrid-scale eddy viscosity model. Phys. Fluids A 3(7), 1760–1765 (1991)CrossRefMATH
2.
Zurück zum Zitat Kaczorowski, Matthias: Untersuchung turbulenter thermischer Konvektion in kartesischen Geometrien mittels DNS und LES, PhD Thesis, (2009) Kaczorowski, Matthias: Untersuchung turbulenter thermischer Konvektion in kartesischen Geometrien mittels DNS und LES, PhD Thesis, (2009)
3.
Zurück zum Zitat Liu, Shewen, Meneveau, Charles, Katz, Joseph: On the properties of similarity subgrid-scale models as deduced from measurements in a turbulent jet. Journal of Fluid Mechanics 275, 83–119 (1994)CrossRef Liu, Shewen, Meneveau, Charles, Katz, Joseph: On the properties of similarity subgrid-scale models as deduced from measurements in a turbulent jet. Journal of Fluid Mechanics 275, 83–119 (1994)CrossRef
4.
Zurück zum Zitat Morinishi, Y., Vasilyev, O.: Vector level identity for dynamic subgrid scale modeling in large eddy simulation. Phys. Fluids A 14(10), 3616–3623 (2002)CrossRefMATH Morinishi, Y., Vasilyev, O.: Vector level identity for dynamic subgrid scale modeling in large eddy simulation. Phys. Fluids A 14(10), 3616–3623 (2002)CrossRefMATH
5.
Zurück zum Zitat Peng, S.H., Davidson, L.: On a subgrid-scale model for large eddy simulation of turbulent thermal flow. Int. J. Heat Mass Transfer 45, 1393–1405 (2002)CrossRefMATH Peng, S.H., Davidson, L.: On a subgrid-scale model for large eddy simulation of turbulent thermal flow. Int. J. Heat Mass Transfer 45, 1393–1405 (2002)CrossRefMATH
6.
Zurück zum Zitat Shishkina, O., Wagner, C.: Stability conditions for the leapfrog-Euler scheme with central spatial discretization of any order. Appl. Num. Anal. Comp. Math. 1(1), 315–326 (2004)MathSciNetCrossRefMATH Shishkina, O., Wagner, C.: Stability conditions for the leapfrog-Euler scheme with central spatial discretization of any order. Appl. Num. Anal. Comp. Math. 1(1), 315–326 (2004)MathSciNetCrossRefMATH
7.
Zurück zum Zitat Shishkina, O., Wagner, C.: A fourth order finite volume scheme for turbulent flow simulations in cylindrical domains. Computers & Fluids 36, 484–497 (2007)MathSciNetCrossRefMATH Shishkina, O., Wagner, C.: A fourth order finite volume scheme for turbulent flow simulations in cylindrical domains. Computers & Fluids 36, 484–497 (2007)MathSciNetCrossRefMATH
8.
Zurück zum Zitat Vreman, B., Geurts, B., Kuerten, H.: Large-eddy simulation of the turbulent mixing layer. J. Fluid Mech. 339, 357–390 (1997)MathSciNetCrossRefMATH Vreman, B., Geurts, B., Kuerten, H.: Large-eddy simulation of the turbulent mixing layer. J. Fluid Mech. 339, 357–390 (1997)MathSciNetCrossRefMATH
9.
Zurück zum Zitat Wagner, C.: A non-dissipative dynamic subgrid scale model, Proceedings of TSFP-3 (2003) Wagner, C.: A non-dissipative dynamic subgrid scale model, Proceedings of TSFP-3 (2003)
Metadaten
Titel
Large Eddy Simulation of Turbulent Thermal Convection Using Different Subgrid-Scale Models
verfasst von
Tomasz Czarnota
Tim Wetzel
Claus Wagner
Copyright-Jahr
2016
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-319-27279-5_44

    Marktübersichten

    Die im Laufe eines Jahres in der „adhäsion“ veröffentlichten Marktübersichten helfen Anwendern verschiedenster Branchen, sich einen gezielten Überblick über Lieferantenangebote zu verschaffen.