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湍流混合层演化的约束优化。 (英语) 兹比尔1273.76137

小结:上游水流条件对剪切层中的混合有很大影响。优化这些流动条件可以显著提高混合效率。我们使用直接数值模拟的方法,在时间框架内重点研究混合层的演化,并优化层上的初始扰动,以便在选定的模拟时间范围后实现最大混合。使用基于梯度的优化策略,该策略使用在连续框架中制定的基于伴随的梯度计算。这允许我们限制伴随模拟所需的磁盘存储。我们进一步集中于对初始扰动施加必要能量和连续性约束的算法。对于连续性约束,使用参数消除。对于能量约束,比较了两种方法:梯度投影法和增广拉格朗日法。梯度投影法优化是一种更稳健的方法。我们发现,增广拉格朗日方法对基于伴随的梯度计算引起的小梯度不一致非常敏感。最后,使用五种不同的代价函数,给出了两个不同时间窗(T=20)和(40)的优化结果。它们基于动量厚度、湍流动能、平均流动能、总动能和拟能。结果发现,前三个成本泛函导致二维涡结构的大规模混合,几乎没有扩散,而后两个成本泛函数则促进了流动中的小规模结构。

MSC公司:

76英尺25英寸 湍流输送、混合

软件:

布伦特
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全文: 内政部

参考文献:

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