DES — CAE用语解释

是的，DES是Spalart（1997）提出的混合湍流模型，壁面附近采用RANS（Reynolds-Averaged Navier-Stokes），远离壁面的自由剪切流和分离区采用LES（Large Eddy Simulation）求解。通过在壁面附近采用RANS，相比单独LES可以大幅削减计算成本。飞机失速后行为、钝形体周围的湍流、桥梁和建筑物的风压变化——LES没有足够计算资源的情况下需要精度的问题最适合DES。

这是RANS和LES切换边界附近湍流能量传递不畅的问题。RANS计算时间平均的应力，而LES直接解析瞬时涡旋——在这些模型切换的「灰色区域」，人工引入的湍流能量可能会消失或过度增加。改进的方案是IDDES（Improved Delayed DES），它引入了混合函数来降低对数层不匹配问题。Fluent和OpenFOAM都已实现IDDES，所以现代分析通常使用IDDES而不是原始DES。

汽车外部空气动力学噪声（风噪、A柱涡流噪）的分析是DES/IDDES的主要应用场景。A柱和车门镜周围分离的涡流冲击车窗玻璃，产生压力脉动，导致车内噪音。RANS只能看到平均流动，但DES可以解析涡旋的时间演变过程，预测音压的频率谱。因此在NVH（噪音振动粗糙度）设计中，DES结果被用于指导风噪降低的形状优化。

壁面附近作为RANS求解，可以采用常规RANS的y+ = 1（低雷诺数壁面处理）或y+ = 30～300（壁面函数）规则。分离区（LES区域）需要采用等向网格Δx ≈ Δy ≈ Δz，网格尺寸要能解析开尔文涡。也就是说，需要为同一个模型设计两套不同要求的网格，这是一个难点。体积网格和棱柱层的设计需要丰富的经验，网格质量对DES精度有很大影响。