刘俊杰，仲冬冬，葛宁

(南京航空航天大学 能源与动力学院，江苏 南京 210016)

0 引言

与工程中常用的雷诺平均N-S方程相比，大涡模拟(large eddy simulation,LES)在理论上可以更准确地捕捉流场细节，对于分离和其他流动的模拟具有明显的优势。随着计算机硬件水平的提高，工程领域逐渐采用大涡模拟。与雷诺平均方法不同，对于湍流的大涡模拟，有必要在计算域的入口处提供最接近真实的瞬时湍流速度。研究表明，湍流的入口条件对平面射流、空间扩展的边界层流和后台阶流动有重要影响[1]。为了了解进口瞬时扰动速度设定方法的特点，研究大涡模拟对促进大涡模拟的工程应用具有重要意义。

为解决真实模拟的问题，KEATING A[1]、SAGAUT P等[2]发表的文献提出了许多解决办法。大部分都使用平均速度分解，指定了平均速度剖面，然后试图在平均速度上叠加真实的湍流脉动，这些方法叫做合成涡方法(synthesis eddy method)。这一系列方法的期望输出是一个非定常湍流流场，所呈现的流场信息为低阶统计量均值和均方根速度以及与之理想的两点时空相关性。低阶统计量均值较易匹配，而均方根速度以及与之理想的两点时空相关性相比较而言可能更难重建，因为它包括尺度和结构方面的信息。然而，这些重构是必要的，用以模仿真实物理机理存在于实际的壁面约束流动。通常来说，入流数据不具有这种性质，流动必须沿一定距离进行重构调整，通常用初始边界层厚度δ0来无量纲化。在δ0以下称为“自适应距离”，该距离决定了方法的性能，因为它确定了用于生成真实湍流计算域的流向长度[3]。……