阿加伊·朱巴里(Aghaei Jouybari),莫斯塔法(Mostafa);袁俊林;贾尔斯·J·布雷顿。;迈克尔·S·莫里罗。 粗糙壁湍流中等效砂粒高度的数据驱动预测。 (英语) Zbl 1461.76301号 J.流体力学。 912,论文编号A8,23 p.(2021). 小结:本文研究了一个长期存在的关于表面粗糙度对湍流影响的问题:给定粗糙度地形的等效粗糙度沙粒高度是多少?采用深度神经网络(DNN)和高斯过程回归(GPR)机器学习方法,针对各种不同粗糙表面上的湍流,开发了Nikuradse等效沙粒高度(ks)的高保真预测方法。为此,生成了45个表面几何图形,并使用直接数值模拟在(Re_τ=1000)处模拟了它们上方的流动。这些表面几何形状在表面高度波动、有效斜率、平均倾斜度、孔隙度和随机度方面存在显著差异。其中30个表面被认为是完全粗糙的,并补充了之前研究中15个以上表面的完全粗糙流动的实验数据。DNN和GPR方法预测(k_s)的平均误差小于10%,最大误差小于30%,这似乎比现有预测公式更准确。他们还将表面孔隙度和展向上的有效粗糙度斜率确定为阻力预测的重要因素。 引用于5文件 MSC公司: 76层65 湍流的直接数值模拟和大涡模拟 关键词:湍流模拟 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{M.Aghaei Jouybari}等人,《流体力学杂志》。912,论文编号A8,23 p.(2021;Zbl 1461.76301) 全文: 内政部 arXiv公司 参考文献: [1] Aghaei Jouybari,M.,Brereton,G.J.&Yuan,J.2019明渠水流中真实和合成壁面粗糙度上的湍流结构\({回复}_\τ=1000\)。J.Turbul.20,723-749。 [2] Bandyopadhyay,P.R.1987过渡区的粗糙壁湍流边界层。《流体力学杂志》180、231-266。 [3] Barros,J.M.、Schultz,M.P.和Flack,K.A.2018系统生成的表面粗糙度的皮肤摩擦测量。Intl J.热流体流动72,1-7。 [4] Bons,J.P.2002St和\(c_f\)在自由流湍流升高的情况下对实际涡轮机粗糙度的增强。事务处理。ASME:J.Turbomach.124632-644。 [5] Bons,J.P.、Taylor,R.P.、Mcclain,S.T.和Rivir,R.B.2001涡轮机表面粗糙度的许多面。事务处理。ASME:J.Turbomach.123,739-748。 [6] Chan,L.,Macdonald,M.,Chung,D.,Hutchins,N.&Ooi,A.2015过渡粗糙区湍流管流粗糙度高度和波长的系统研究。《流体力学杂志》771、743-777。 [7] Choi,H.&Moin,P.1994计算时间步长对湍流数值解的影响。J.计算。物理113,1-4·Zbl 0807.76051号 [8] Chung,D.,Chan,L.,Macdonald,M.,Hutchins,N.&Ooi,A.2015描述水力粗糙度的快速直接数值模拟方法。《流体力学杂志》773,418-431。 [9] Flack,K.A.2018超越穆迪。《流体力学杂志》842,1-4·Zbl 1419.76315号 [10] Flack,K.A.&Schultz,M.P.2010《全粗糙状态下水力粗糙度等级的回顾》。事务处理。ASME:流体工程杂志132,041203。 [11] Flack,K.A.、Schultz,M.P.和Barros,J.M.2020系统变化粗糙度的表面摩擦测量:探索粗糙度振幅和偏度的作用。流量涡轮机。燃烧室104、317-329。 [12] Flack,K.A.,Schultz,M.P.,Barros,J.M.&Kim,Y.C.2016过渡状态下的表面摩擦行为。国际热流杂志61,21-30。 [13] Forooghi,P.,Stroh,A.,Magagnato,F.,Jakirlic,S.&Frohnapfel,B.2017走向普遍粗糙度相关性。事务处理。ASME:流体工程杂志139121201。 [14] Jackson,P.S.1981关于对数速度剖面中的位移高度。《流体力学杂志》111,15-25·Zbl 0482.76053号 [15] Jiménez,J.2004湍流流过粗糙的墙壁。每年。流体力学修订版36173-196·Zbl 1125.76348号 [16] Jimenez,J.&Moin,P.1991近壁湍流中的最小流量单位。《流体力学杂志》225,213-240·Zbl 0721.76040号 [17] Keating,A.2004湍流通道流动和后向台阶下游湍流流动中传热的大涡模拟。昆士兰大学博士论文。 [18] Kim,J.,Moin,P.&Moser,R.D.1987低雷诺数下充分发展的通道流中的湍流统计。《流体力学杂志》177、133-166·兹比尔0616.76071 [19] Lecun,Y.、Bengio,Y.和Hinton,G.2015深度学习。《自然》521,436-444。 [20] Macdonald,M.、Chung,D.、Hutchins,N.、Chan,L.、Ooi,A.和GarcíA-Mayoral,R.2017粗糙壁湍流的最小跨度通道。《流体力学杂志》816,5-42·Zbl 1383.76289号 [21] Moin,P.和Mahesh,K.1998直接数值模拟:湍流研究的工具。每年。流体力学修订版30,539-578·Zbl 1398.76073号 [22] Moody,L.F.1944管道流量的摩擦系数。事务处理。ASME66,671-684。 [23] Moser,R.D.&Moin,P.1987壁面湍流中曲率的影响。《流体力学杂志》175、479-510。 [24] Napoli,E.,Armenio,V.&De Marchis,M.2008不规则分布粗糙元素的坡度对湍流壁面流的影响。《流体力学杂志》613385-394·Zbl 1151.76500号 [25] Nikuradse,J.1933粗糙管道中的流动定律。NACA技术内存。1292. ·JFM 59.1462.02型 [26] Rasmussen,C.E.&Williams,C.K.I.2006机器学习的高斯过程。麻省理工学院出版社·Zbl 1177.68165号 [27] Raupach,M.R.、Antonia,R.A.和Rajagopalan,S.1991地面边界层。申请。机械。修订版44,1-25。 [28] Raupach,M.R.&Shaw,R.H.1982植被冠层内流量的平均程序。边界层Meteorol.22、79-90。 [29] Van Rij,J.A.、Belnap,B.J.和Ligrani,P.M.2002三维不规则表面粗糙度的分析和实验。事务处理。ASME:流体工程杂志124671-677。 [30] Schultz,M.P.&Flack,K.A.2009系统变化粗糙壁上的湍流边界层。物理学。液体21,015104·Zbl 1183.76461号 [31] Scotti,A.2006用虚拟砂纸粗糙边界的湍流通道流动的直接数值模拟。物理学。液体18,031701。 [32] Spalart,P.R.1988湍流边界层的直接模拟(R_θ=1410)。《流体力学杂志》187、61-98·Zbl 0641.76050号 [33] Storn,R.&Price,K.1997差分进化——一种简单有效的启发式算法,用于连续空间上的全局优化。《全球优化杂志》11(4),341-359·Zbl 0888.90135号 [34] Thakkar,M.、Busse,A.和Sandham,N.D.2017过渡粗糙工程表面水动力阻力的表面相关性。J.Turbul.18138-169。 [35] Volino,R.J.,Schultz,M.P.&Flack,K.A.2009具有二维粗糙度的边界层中的湍流结构。《流体力学杂志》635,75-101·兹比尔1183.76055 [36] Yuan,J.和Aghaei Jouybari,M.2018粗糙度对粗糙度亚层湍流统计的地形影响。物理学。流体版本3114603。 [37] Yuan,J.和Piomelli,U.2014a真实表面粗糙度函数的估计和预测。《透平杂志》.15,350-365。 [38] Yuan,J.和Piomelli,U.2014b粗糙表面上下沉流边界层的数值模拟。物理学。流体26015113。 [39] Yuan,J.和Piomelli,U.2014c近壁湍流中粗糙度对雷诺应力预算的影响。J.流体力学760,R1。 此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。