Моделирование турбулентных течений. Белов И.А - 98 стр.

                                                                             98




                                      Рис.41

                    9.2. Прямое численное моделирование

    Прямое численное моделирование или DNS означает решение полных неста-
ционарных трехмерных уравнений Навье-Стокса и уравнения неразрывности. Цен-
ность такого моделирования очевидна: в принципе, численно аккуратные решения
точных уравнений движения суть надлежащее решение проблемы турбулентности.
С практической точки зрения, статистика, рассчитанная из результатов DNS, может
быть использована для тестирования предлагаемых подходов замыкания в инже-
нерных моделях. На наиболее фундаментальном уровне DNS может быть использо-
вано, чтобы добиться понимания структуры турбулентности и процессов турбулент-
ного переноса, которые могут быть ценными в развитии методов управления турбу-
лентностью (например, снижения сопротивления) или методов предсказания. DNS
также может рассматриваться как дополнительный источник экспериментальных
данных, принимая во внимание ограниченность измерительной техники. Это особен-
но полезно при получении информации о существенно неизмеряемых характеристи-
ках, подобных пульсациям давления.
     Сделанные комментарии предполагают, что DNS свободен от численной и дру-
гой формы ошибок. Это нетривиальное соображение и преимущественные беспо-
койства в DNS связываются с вычислительной точностью, удовлетворением гранич-
ных и начальных условий, а также достижением оптимального использования
имеющихся компьютерных ресурсов. В данном разделе указанные вопросы рас-
сматриваются только кратко. Детально на вводном уровне с ними можно познако-
миться в обзорной работе Моина-Махеша [ 30 ] (1998).
    Оценка количества сеточных узлов и временных шагов, необходимых для того,
чтобы выполнить точное DNS, показывает сложность проблемы с вычислительной