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Towards Efficient Hybrid RANS-LES for Industrial Aeronautical Applications

Probst, Axel und Soliman, Elrawy und Probst, Silvia und Orlt, Matthias und Knopp, Tobias (2025) Towards Efficient Hybrid RANS-LES for Industrial Aeronautical Applications. Flow Turbulence and Combustion, Seiten 1-27. Springer. doi: 10.1007/s10494-025-00645-8. ISSN 1386-6184.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
4MB

Offizielle URL: https://link.springer.com/article/10.1007/s10494-025-00645-8

Kurzfassung

Three complementary approaches for reducing the grid-resolution requirements in hybrid RANS-LES computations, namely (a) the use of wall functions, (b) the application of locally embedded WMLES instead of global WMLES, as well as (c) local grid adaptation in LES regions, are assessed for different test cases up to an industry-relevant aeronautical flow. In this context, targeted improvements and an extension to general 3D geometries of an embedded WMLES method in a second-order accurate, unstructured compressible finite-volume solver are presented. For the wall functions and the embedded WMLES, which are applied to the NASA hump flow and the CRM-HL aircraft configuration, significant computational efficiency gains relative to corresponding reference simulations are demonstrated, while the loss of predictive accuracy compared to experiments can be limited to acceptable levels. Using a refinement indicator based on the locally resolved turbulent kinetic energy, the grid adaptation applied to the NASA hump flow and the NACA0021 at stall conditions yields partly even improved results compared to computations on globally-refined fixed grids, but the computational overhead due to the iterative refinement and averaging process was not yet included in this study. With grid-point savings ranging between 1/3 and more than 2/3 of grid points compared to respective reference meshes, all considered methods offer potential towards more efficient hybrid RANS-LES simulations of complex flows, although their accumulated potential through combination still needs to be explored.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/213169/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Towards Efficient Hybrid RANS-LES for Industrial Aeronautical Applications
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Probst, AxelAxel.Probst (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Soliman, Elrawyelrawy.soliman (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Probst, SilviaSilvia.probst (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Orlt, MatthiasMatthias.Orlt (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Knopp, TobiasTobias.Knopp (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3161-5353NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:8 März 2025
Erschienen in:Flow Turbulence and Combustion
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1007/s10494-025-00645-8
Seitenbereich:Seiten 1-27
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
NICHT SPEZIFIZIERTSpringer NatureNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Springer
ISSN:1386-6184
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Hybrid RANS-LES, Wall functions, Embedded wall-modelled LES, Grid adaptation, CRM-HL
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HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Effizientes Luftfahrzeug
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
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DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Digitale Technologien
Standort: Göttingen
Institute & Einrichtungen:Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > CASE, GO
Hinterlegt von: Probst, Axel
Hinterlegt am:12 Mär 2025 13:46
Letzte Änderung:12 Mär 2025 13:46

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