Artificial boundary conditions for the ILES modeling of plane channel flow using the Cabaret scheme

Представлены результаты ILES-моделирования классической задачи течения вязкой несжимаемой жидкости в плоском канале по схеме Кабаре. Рассматривается возможность модификации расчета течения возле стенки для более точного определения средних характеристик. Предложено введение "искусственных" граничных условий путем использования в первом слое ячеек вблизи стенки специальной модели вихревой вязкости для корректного учета сдвиговых эффектов. Приводится сравнение результатов расчета течения в плоском канале по схеме Кабаре с предложенными искусственными граничными условиями и без в широком диапазоне чисел Рейнольдса. Показано, что введенные модификации в пристеночном слое позволяют повысить точность определения средних характеристик течения, в особенности вторых моментов. Полученные данные также сравниваются с результатами LES-моделирования с использованием псевдоспектрального метода и с данными прямого численного моделирования. Some results of ILES modeling of the plane channel flow of a viscous incompressible fluid using the Cabaret scheme are discussed. The possibility of modifying the calculation of flow near the wall is considered to determine the average characteristics more accurately. The "artificial" boundary conditions are introduced by using a special eddy viscosity model in the first layer of cells near the wall to correctly account for shear effects. The results of numerical simulation of plane channel flow obtained using the Cabaret scheme with and without artificial boundary conditions are compared in a wide range of Reynolds numbers. It is shown that the introduced modifications in the near-wall layer improve the accuracy of determining the average flow characteristics, especially the second moments. The obtained data are also compared with the results of LES modeling by the pseudospectral method and with the data from direct numerical simulation.