LES的案例
使用OpenFOAM的實(shí)用大渦仿真（LES）（英文，全套案例） ￥15
與傳統(tǒng)RANS模型相比，LES能更好地預(yù)測非穩(wěn)態(tài)、分離和尾流主導(dǎo)的流動，但需要謹(jǐn)慎的建模選擇和網(wǎng)格設(shè)計。本課程為使用 OpenFOAM 提供了實(shí)用且直觀的 LES 入門，重點(diǎn)是物理理解和正確應(yīng)用，而非詳細(xì)的數(shù)學(xué)推導(dǎo)。本課程對LES如何從Navier–Stokes方程推導(dǎo)出來進(jìn)行了概念性概述，解釋了空間濾波、濾波器寬度以及子網(wǎng)格尺度（SGS）應(yīng)力的物理意義。重點(diǎn)在于理解所解決的部分、建模的部分以及為何需要SGS模型，而無需逐步進(jìn)行數(shù)學(xué)推導(dǎo)。你將學(xué)習(xí)不同的 SGS 和混合 RANS–LES 模型在實(shí)際中的表現(xiàn)，包括：Smagorinsky、WALE 和 k 方程 SGS 模型。混合 RANS–LES 方法如 DES 和 IDDESA 課程的主要部分是將 LES 工作流程應(yīng)用于真實(shí)工程基準(zhǔn)：通過方柱體的湍流。利用此情況，你將搭建并運(yùn)行OpenFOAM中的LES模擬，比較不同的SGS模型，分析渦流脫落、尾流動力學(xué)和湍流統(tǒng)計。所有LES結(jié)果均與基線k–ω SST RAN模擬進(jìn)行比較，以突出準(zhǔn)確性和計算成本的權(quán)衡。課程還提供了實(shí)用建模指導(dǎo)，包括網(wǎng)格分辨率要求、時間步選擇、墻體解析與墻體建模的LES概念，以及需要避免的常見陷阱。從工程角度討論湍流尺度的估計和LES結(jié)果的解讀。為支持實(shí)踐學(xué)習(xí)，課程包含所有演示的完整OpenFOAM案例文件，以及總結(jié)理論概念、建模指南和最佳實(shí)踐的額外PDF文檔。課程結(jié)束時，您將有信心在實(shí)際工程應(yīng)用中建立、運(yùn)行和評估LES及混合RANS–LES仿真。
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展開 [案例分析]基于商用軟件FLUENT的LES（大渦模擬）計算教學(xué)
寫在前面
LES的計算中，實(shí)際上對網(wǎng)格是有要求滴，這方面內(nèi)容可以從相關(guān)文獻(xiàn)中找到，本文只是針對LES的計算設(shè)置進(jìn)行一個簡單的2D圓柱擾流講解，不涉及網(wǎng)格要求方面，童鞋們要注意這一點(diǎn)哇！
文主花了兩天時間學(xué)習(xí)FLUENT中的LES計算，所以，這實(shí)際上還是蠻簡單的，只要大體思路成型了，剩下的只是細(xì)節(jié)工作。
這個就是文主計算的結(jié)果（延伸段實(shí)際上應(yīng)該更長一些）
寫稿初衷
本文的寫稿初衷是因?yàn)楫?dāng)初在各大網(wǎng)站上苦苦找尋LES設(shè)置算例，然而。。。木有找到，因此就想做一個基于商用軟件FLUENT的LES教程。
選擇FLUENT的原因是因?yàn)槟壳按蠖鄶?shù)童鞋都比較喜歡使用FLUENT來進(jìn)行流動數(shù)值模擬。鑒于FLUENT的受歡迎程度以及初學(xué)者們的需求，本文就基于FLUENT做一次LES計算的教程。
適宜人群：想學(xué)習(xí)LES計算、流動非定常計算、FLUENT的筒子們
文主使用的軟件：ICEM CFD15.0、FLUENT 15.0
算例：二維（2D）圓柱擾流計算
First Step：前處理
前處理用一句話來概括就是：準(zhǔn)備計算網(wǎng)格！
網(wǎng)格這一塊不是LES計算的重點(diǎn)，因?yàn)槿魏斡嬎愣家嬀W(wǎng)格，因此建議童鞋們可以參考其他教程單獨(dú)學(xué)習(xí)畫網(wǎng)格，本教程只作簡單的介紹。
由于圓柱擾流問題比較簡單，因此可以直接在ICEM上畫，思想是：由點(diǎn)構(gòu)成線，再由線構(gòu)成面。
步驟是：
先給出幾何點(diǎn)（比如圓柱的圓心、流域的邊界點(diǎn)）；
通過點(diǎn)連線，最終得到面（如下圖所示）
到這里就可以畫網(wǎng)格了，可以使用非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分或者結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分，兩種網(wǎng)格FLUENT均能計算。
文主一般比較喜歡用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，所以在這里展示一下如何畫結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格。
展開 OpenFOAM可壓縮流（LES Spalart-Amallaras）仿真功
OpenFOAM可壓縮流（LES Spalart-Amallaras）仿真功能
EasyCAE云平臺(www.easycae.cn)在按照頁面提示上傳網(wǎng)格或劃分好網(wǎng)格完成后，點(diǎn)擊“仿真設(shè)計”，用戶即可看到下圖所示的分析類型選擇界面。
目前平臺對于可壓縮流分析支持LES Smagorinsky, LES Spalart-Amallaras, Laminar, k-epsilon, k-omega, k-omega SST等湍流模型。關(guān)于求解器，目前支持附加RANS湍流的穩(wěn)態(tài)(SIMPLEC)和瞬態(tài)(SIMPLE)求解器。對于瞬態(tài)求解，支持密度基和壓力基兩種算法。
選擇“OpenFOAM”，“可壓”。在下面彈出的“屬性”選項(xiàng)中，“湍流模型”選擇一個湍流模型，“穩(wěn)態(tài)或瞬態(tài)”中選擇時間差分格式，然后點(diǎn)擊“保存”按鈕，完成分析類型的選擇和設(shè)置，如下圖所示：
圖 1 分析類型設(shè)置
1.材料設(shè)置
可壓縮流分析的材料屬性需要設(shè)置材料名稱、熱物理模型、混合物、組和輸運(yùn)模型等。其中材料名稱、熱物理模型、混合物三項(xiàng)對大部分在目前集成了的求解器條件下都可以保持默認(rèn)值。組分屬性需要設(shè)置物質(zhì)摩爾舒和分子量。詳細(xì)設(shè)置請參照【EasyCAE教程】-- OpenFOAM可壓縮流（LES Smagorinsky）仿真功能的材料設(shè)置部分或登陸EasyCAE（www.easycae.cn）云平臺。
2.初始條件設(shè)置
采用LES Spalart-Amallaras湍流模型的可壓縮流需要設(shè)置壓力，速度，溫度，渦流，湍流熱擴(kuò)散系數(shù)和湍流運(yùn)動粘度nuTilda這六個初始條件。
展開 EE LE PE NE PEEQ(等效塑性應(yīng)變) PEMAG(塑性應(yīng)變量)
本例以板的2種拉伸工況，講述EE LE PE PEEQ PEMAG NE各量的區(qū)別和聯(lián)系。
一）名詞解釋：
EE 彈性應(yīng)變
NE 名義應(yīng)變
LE 對數(shù)應(yīng)變【即真應(yīng)變，對于單軸拉伸LE=ln（1+NE）】
PE 塑性應(yīng)變
PEEQ （equivalent plastic strain）等效塑性應(yīng)變
PEMAG （Plastic strain magnitude） 塑性應(yīng)變量
PEEQ與PEMAG的區(qū)別是
PEMAG描述的是變形過程中某一時刻的塑性應(yīng)變，與加載歷史無關(guān)，而PEEQ是整個變形過程中塑性應(yīng)變的累積結(jié)果。
如果一個圓桿受單向拉伸至屈服，再通過單向壓縮使其恢復(fù)初始長度，則最終的PEMAG為0，而PEEQ是拉伸和壓縮過程中塑性應(yīng)變的絕對值之和。
二）CAE模型
下圖示同樣尺寸的鋁板，2種拉伸工況
板的拉伸及其1/4模型
工況（1） 單調(diào)拉伸
依據(jù)property材料參數(shù)，理論計算算的板拉伸板0.06m時屈服。Load單調(diào)拉伸到位移為0.09m，輸出EE， LE ，PE， PEEQ ，PEMAG ，NE
工況（2） 拉伸到屈服再壓縮到屈服，再拉伸到屈服（反復(fù)加載），最大位移和工況（1）一樣是0.09m。
展開 
【資料】FLUENT中應(yīng)用LES及DES官方教程
simulation of turbulent flows- les & des with fluent.part1.rar
simulation of turbulent flows- les & des with fluent.part2.rar
[軟件速遞]Jameson教授團(tuán)隊(duì)開發(fā)的高精度LES開源代碼HiFiLES
Jameson, “Verification and Validation of HiFiLES: a High-Order LES unstructured solver on multi-GPU platforms,” AIAA Paper 2014-3168.
本文轉(zhuǎn)自流體中文網(wǎng)，有刪減，感謝原作者。原帖地址：
http://www.cfluid.com/forum.php?mod=viewthread&tid=142676&fromuid=128839
PAN107x是一款集成了Bluetooth LE 5.3和2.4GHz雙模無線收發(fā)電路的SOC芯片
支持LE功能：
- LL加密
- LE數(shù)據(jù)包長度擴(kuò)展
- LL隱私
- 擴(kuò)展掃描儀過濾策略
- LE擴(kuò)展和周期廣播
- 跳頻算法#2
- 固定頻率擴(kuò)展信號（CTE）
- 支持更新信道統(tǒng)計
藍(lán)牙主機(jī)：
具有所有可能的LE角色的通用訪問配置文件 (GAP)
1. Peripheral和Central
2. Observer和Broadcaster
3. GATT（通用屬性配置文件）
- Server（作為傳感器）
- Client（連接傳感器）
4. 配對支持，包括藍(lán)牙4.2的安全連接功能
5. 非易失性存儲支持永久存儲藍(lán)牙特定設(shè)置和數(shù)據(jù)
藍(lán)牙Mesh：
1. 兼容藍(lán)牙SIG Mesh Profile 1.0.1
2. 支持Mesh Provisioning
- Provisioner：PB - ADV
- Provisionee：PB - ADV、PB - GATT和PB - Remote
3. 支持網(wǎng)狀節(jié)點(diǎn)功能：中繼（Relay）、代理（Proxy）、好友節(jié)點(diǎn)（Friend）、低功耗節(jié)點(diǎn)（LPN）
4. 支持網(wǎng)格模型
- SIG模型：配置模型、健康模型和通用模型（開關(guān)和燈光控制模型）
- SIG開發(fā)模型：PB - Remote模型和SIG OTA模型
5. 支持百度小度、阿里巴巴Aligenie、亞馬遜Echo多個智能音箱同時控制
6. 支持網(wǎng)絡(luò)控制：HeartBeat、Subnet、Secure Beacon和Group Control
7. 支持超過256個節(jié)點(diǎn)的無延遲切換控制
8.
展開 使用LES模型和RANS模型對噴霧進(jìn)行模擬對比
由于雷諾平均湍流模型采用的是時間平均，抹去了時間上的脈動值，丟失了流場的很多信息，而LES可以得到很多雷諾時均方法無法獲得的的細(xì)微結(jié)構(gòu)和流動圖像，所以本文分別對比使用了兩種湍流模型（分別是RNG k-? 模型和基于動態(tài)結(jié)構(gòu)模型的LES模型）的噴霧計算。
1 噴霧仿真模型
圖1所示為使用的噴霧仿真模型，使用ECN（Engine Combustion Network）的spray G噴油器，其噴油規(guī)律如圖2所示，噴霧模型建立條件見表1，模型選擇見表2。建立的兩個計算模型除了使用湍流模型不一樣外，其它如噴霧破碎、湍流擴(kuò)散、液滴蒸發(fā)、液滴碰撞和噴霧碰壁等模型都設(shè)置一樣，網(wǎng)格設(shè)置也相同，最大網(wǎng)格數(shù)可達(dá)1000萬。
展開 流固耦合瞬態(tài)分析-LES（Fluent+Tansient structure）
如果考慮流體剛剛進(jìn)入管道的瞬態(tài)過程，則需要進(jìn)行瞬態(tài)分析，本文使用不常見的湍流模型LES，進(jìn)行瞬態(tài)分析。本文的姐妹篇使用RANS湍流模型進(jìn)行計算，結(jié)果表明，這兩種方法結(jié)果接近，相互驗(yàn)證。
00 模型如下，彎管+流體
01 流體劃分網(wǎng)格
02 流場瞬態(tài)分析
03 結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分
04 導(dǎo)入流體瞬態(tài)壓力場
05 結(jié)構(gòu)時程響應(yīng)
06 結(jié)構(gòu)某時刻應(yīng)力場
流體剛剛進(jìn)入：
流體已經(jīng)進(jìn)入：
07 應(yīng)力場動畫效果可下載附件：
模型應(yīng)力場時程-LES.mp4
【CAE案例】燃料棒組件LES大渦模擬
雖然網(wǎng)格創(chuàng)建復(fù)雜且耗時，但網(wǎng)格質(zhì)量非常重要，不能引入不適用于LES的網(wǎng)格單元造成數(shù)值耗散。計算驗(yàn)證了對數(shù)壁函數(shù)幾乎在任何地方都有效，除了格柵中的某些符合LES壁建模的y+要求的位置（全局y+>20）。周期性的頂部和底部也是結(jié)構(gòu)化的網(wǎng)格。
圖3：帶格柵部分（左）和裸束區(qū)（右）網(wǎng)格
根據(jù)先前對單一燃料棒模擬的經(jīng)驗(yàn)，選擇大渦模擬（Large Eddy Simulation，LES）模型作為湍流模型。在流向上使用周期性平移條件，施加的壓力梯度由流速計算得出。
積水池(Ponded Water)邊坡穩(wěn)定性分析: HYRCAN, SLIDE, PLAXIS LE的結(jié)果比較
4 與Plaxis LE的結(jié)果比較
相同的數(shù)據(jù)在Plaxis LE上運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)安全系數(shù)很小，如下表所示。但目前還找不出原因?yàn)樯稌嬎愠鋈绱说偷陌踩禂?shù)。
nRF24LE與SI24R03的性能差異表
SI24R03與nRF24LE1性能對比圖如下：
芯片的具體詳細(xì)參數(shù)，請聯(lián)系我
芯片的應(yīng)用場景：
1，計算機(jī)外圍設(shè)備；
2，2.4G私有透傳領(lǐng)域；
3，遙控玩具等等；
說說湍流模型中的Detached Eddy Simulation （本人在知乎專欄的科普文章）
"Comments on the feasibility of LES for wings, and on a hybrid RANS/LES approach." Advances in DNS/LES 1 (1997): 4-8.），是對Spalart-Allmaras模型的方程中的耗散項(xiàng)進(jìn)行修改，一般直接稱呼為DES97，
此處的d是壁面距離，是常數(shù)，=是網(wǎng)格尺度，在接近壁面的時候，，DES模型回歸到原來的Spalart-Allmaras RANS模型，在遠(yuǎn)離壁面的時候，DES模型中的被替換為，增大了耗散，也就是減小了湍流粘度（eddy viscosity,）。于是大于cut-off尺度的運(yùn)動會被解析出來。需要注意的是，在RANS區(qū)域是系綜平均，在LES區(qū)域是濾波，這里存在著一個物理上的一致性問題。但是由于RANS和LES方程在數(shù)學(xué)上的高度統(tǒng)一，在數(shù)學(xué)實(shí)現(xiàn)上并沒有什么問題。（這里是個很有趣的話題）?？傊阋窍嘈艑?shí)踐出真知的話，這個模型很好用，也被廣泛運(yùn)用了。
當(dāng)然，剛出來的模型肯定不是十全十美的，大家發(fā)現(xiàn)了幾個問題，我們一個一個來看大牛們是怎么解決的。
首先，是Grid induced separation，這是什么意思呢，本來大家用DES模型是為了獲得比RANS更好的結(jié)果，但是在計算某些光滑曲面流動分離的時候，由于分離位置對總的雷諾應(yīng)力（建模的與解析的總和）比較敏感，由于DES從RANS切換到LES的時候，的切換不一定是光滑的，而且在網(wǎng)格的部分區(qū)域，網(wǎng)格不夠密以至于并不適合切換到LES。導(dǎo)致總的雷諾應(yīng)力偏低，分離更早地發(fā)生了。這時候DES的表現(xiàn)并不是比RANS好，比LES更差了，而是比RANS更差，這是萬萬不被希望出現(xiàn)的表現(xiàn)。
展開 【積鼎VirtualFlow】超大渦模擬：燃料管束內(nèi)的流動傳熱
超大渦模擬（V-LES）與大渦模擬（LES）的區(qū)別在于超大渦模擬（V-LES）的過濾尺度不再是網(wǎng)格尺度，而是介于網(wǎng)格尺度和宏觀尺度（如管道直徑）之間的一個值。當(dāng)網(wǎng)格尺度大于過濾尺度時，超大渦模擬（V-LES）與雷諾時均（RANS）模型近似；當(dāng)網(wǎng)格尺度接近過濾尺度時，超大渦模擬（V-LES）近似大渦模擬（LES）。因此，可以認(rèn)為 V-LES是U-RANS與LES之間的過渡。
湍流模型(RANS, LES, V-LES)
RANS：雷諾時均
LES：可捕捉大于網(wǎng)格尺度的渦結(jié)構(gòu)；Re~1 X 10
4 - Re~ 1 X 10
5
V-LES：可捕捉大于某特征尺度（如管徑）的渦結(jié)構(gòu)；Re > 1 X 105
RANS（穩(wěn)態(tài)/非穩(wěn)態(tài)）
LES（3D, 非穩(wěn)態(tài)）
V-LES
（3D, 非穩(wěn)態(tài)）
因此，超大渦模擬（V-LES）在效率與精確性的平衡上優(yōu)于U-RANS與LES，可以廣泛應(yīng)用于工業(yè)問題中的高Re數(shù)流動。
V-LES 模型 + IST 網(wǎng)格
燃料組件子通道中的流動與沸騰換熱
# 應(yīng)用案例 #
燃料棒子通道的研究涉及到管束之間子通道的兩相流水力平衡。
展開 淺談脈動風(fēng)速入口生成方法
目前而言，這些分析用到的基本方法大致可以分為兩類：基于時間平均的雷諾平均（Reynolds Averaged Navier-Stokes，RANS）方法，和基于空間平均的大渦模擬（Large Eddy Simulation，LES）方法。
RANS方法主要是對瞬時的N-S方程進(jìn)行了時間平均，并基于一定的假設(shè)建立相應(yīng)的湍流模型使方程組封閉來進(jìn)行求解。不難發(fā)現(xiàn)，由于RANS方法的本質(zhì)在于求解平均方程，因此，不管RANS的封閉模式方程中是否含有瞬態(tài)項(xiàng)，RANS方法求解得到的始終是結(jié)構(gòu)表面的平均風(fēng)荷載信息，而無法得到結(jié)構(gòu)表面的脈動風(fēng)荷載信息。然而，由于RANS方法的計算量小，在工程領(lǐng)域中獲得結(jié)構(gòu)的風(fēng)荷載體型系數(shù)以及結(jié)構(gòu)周圍平均流場信息方面得到了廣泛應(yīng)用。LES方法則與RANS方法有著明顯的不同。LES方法主要思想是把湍流中大渦和小渦分開處理，對攜帶主要能量的大渦直接求解，而對起耗散作用的小渦建立適當(dāng)?shù)哪Ｐ颓蠼狻？梢钥闯觯?em>LES方法能夠更好地模擬流場的脈動信息，從而得到結(jié)構(gòu)表面的脈動風(fēng)荷載信息。在科研領(lǐng)域，隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，LES方法逐漸得到了較廣泛的應(yīng)用；然而在工程設(shè)計領(lǐng)域，LES方法的推廣依然受到計算資源的制約。
本文要探討的脈動風(fēng)速入口問題，就是LES方法在土木工程領(lǐng)域應(yīng)用的一大難點(diǎn)。所謂脈動風(fēng)速入口，是相對于RANS方法中常用的穩(wěn)態(tài)來流邊界條件而言的。LES方法的來流入口，是滿足一定約束條件的非穩(wěn)態(tài)時空變化序列。簡單說來，脈動風(fēng)速入口，需要保證入口處每一點(diǎn)的風(fēng)速都是隨時間變化的，且應(yīng)能描述真實(shí)的流動過程。說起風(fēng)速時程，大家都不陌生，滿足一定湍流強(qiáng)度、湍流積分尺度和脈動風(fēng)速功率譜特性的風(fēng)速生成方法網(wǎng)上的程序也比比皆是（想要程序？后臺回復(fù)）。然而，這些生成方法并不見得適用于LES入口。這是為什么呢？
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