We present a Large Eddy Simulation (LES) approach based on a nonlinear differential low-pass filter for the simulation of two-dimensional barotropic flows with under-refined meshes. For the implementation of such model, we choose a segregated three-step algorithm combined with a computationally efficient Finite Volume method. We assess the performance of our approach on the classical double-gyre wind forcing benchmark. The numerical experiments we present demonstrate that our nonlinear filter is an improvement over a linear filter since it is able to recover the four-gyre pattern of the time-averaged stream function even with extremely coarse meshes. In addition, our LES approach provides an average kinetic energy that compares well with the one computed with a Direct Numerical Simulation.


翻译:我们提出了一个大型艾迪模拟(LES)方法,其基础是非线性差分低透镜过滤器,用于模拟二维巴洛热带流动,其精炼度低的meshes。为了实施这一模型,我们选择了一种分离的三步算法,加上一种计算效率高的微量量法。我们评估了我们采用经典双旋风力强力标准的方法的性能。我们介绍的数字实验表明,我们的非线性过滤器比线性过滤器有所改进,因为它能够恢复时间平均流函数的四步模式,即使使用极粗略的中间片。此外,我们的LES方法提供了一种平均动能,它与直接数字模拟法相比是相当的。

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