能量级联 — CAE术语解释

这是湍流中能量传递的过程。大型涡旋（积分尺度）获得能量，逐渐崩溃成更小的涡旋，最终在Kolmogorov尺度（粘性主导的最小尺度）处被分子粘性散逸为热能——这一过程就称为能量级联。Kolmogorov的-5/3幂律是"惯性子范围内能量谱与波数k^{-5/3}成正比"的著名结论，在实验和DNS计算中都得到了很好的验证。在RANS方法中，我们通过对散逸率ε进行模型化来代表性地处理这个级联过程。

这是一个很好的表述。LES（大涡模拟）直接求解尺度大于过滤宽度（网格尺寸）的涡旋，而将小于过滤宽度的涡旋用亚格子尺度（SGS）模型代替。这实际上就是在"直接求解级联的大涡端，而模型化Kolmogorov尺度端"的意义上进行分割。过滤宽度越接近Kolmogorov尺度，精度就越高，但计算成本会急剧增加（与Reynolds数的立方成正比）。因此，在实际应用的LES中，我们通常在能量级联的"中间"部分进行计算，SGS模型的精度决定了整个LES的精度。