大尺度量要通過(guò)數(shù)值求解運(yùn)動(dòng)微分方程直接計(jì)算出來(lái),小尺度運(yùn)動(dòng)對(duì)大尺度運(yùn)動(dòng)的影響將在運(yùn)動(dòng)方程中為類(lèi)似于雷諾應(yīng)力的應(yīng)力項(xiàng),稱(chēng)之為亞格子雷諾應(yīng)力,它們將通過(guò)建立亞格子應(yīng)力模型來(lái)模擬。是任意一個(gè)流動(dòng)變量,則其大尺度量可以通過(guò)以下個(gè)在物理空間區(qū)域上的加權(quán)積分來(lái)表示,其中,權(quán)函數(shù)稱(chēng)為濾波函數(shù),+其中為變量的脈動(dòng)量,即和分別被稱(chēng)為大尺度變量和小尺度變量。
濾波函數(shù)濾波過(guò)程既可以在物理空間進(jìn)行,也可以在譜空間進(jìn)行,譜空間中的濾波比較容易理解,就是令高波數(shù)的脈動(dòng)等于零,相當(dāng)于對(duì)脈動(dòng)信 做低通濾波,低通濾波的數(shù)稱(chēng)為截?cái)嗖〝?shù),記做,如果鉗壓式聲測(cè)管物理空間的湍流脈動(dòng)在譜空間的投影為,則譜空間過(guò)濾后,的高波數(shù)部分等于零,譜空間過(guò)濾后的脈動(dòng)用表示。
根據(jù)濾波公式,物理空間的各向同性濾波函數(shù)可以用積分變換到譜空間的濾波函數(shù),反之也然,式式相當(dāng)于假定亞格子湍渦的尺度等于,亞格子渦粘系數(shù),鉗壓式聲測(cè)管用各向同性湍流的能譜截?cái)啻_定個(gè)。渦粘模式是耗散型的,在各向同性濾波的情況下,它滿(mǎn)式方程的約束條件,是早應(yīng)用于大氣和工程中大渦模擬的亞格子應(yīng)力模式。
這種模式的主要確定是:耗散過(guò)大,尤其是在壁區(qū)和層流到流的過(guò)渡階段,在壁區(qū),油流脈動(dòng)等于零,亞格子應(yīng)力也應(yīng)當(dāng)?shù)扔诹恪5浇o出壁面亞格子應(yīng)力等于有限值,這顯然和物理實(shí)際不符。為了克服這一缺點(diǎn),不得不借用統(tǒng)計(jì)渦粘模式中的壁函數(shù)或低雷諾數(shù)修正。