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基于微调的方形圆柱体周围湍流数据同化。 (英语) Zbl 07483963号

小结:我们基于时间分辨但空间稀疏的速度数据和求解非定常雷诺平均Navier-Stokes(URANS)方程,研究了在\(Re=22000)时标准方柱周围湍流的估计。通过应用微扰数据同化技术,实现了稀疏数据的流动重建。它涉及在动量方程中引入反馈控制项,这使我们能够将URANS预测推向参考数据,这些数据在这里是从直接数值模拟中提取的。与标准URANS模拟相比,这种数据同化方法的附加计算成本可以忽略不计。系统地研究了参考数据的空间分辨率对重建性能的影响。使用数据点之间一个圆柱体长度量级的间距,我们已经观察到全参考流量和URANS估计的流量之间低频涡旋脱落的同步性。目前的数据同化程序允许我们弥补标准URANS计算中的不足,并导致通过光谱固有正交分解计算的时间和光谱误差显著减少。此外,URANS的平均流量预测也达到了较高的精度。当考虑Kelvin-Helmholtz旋涡波长量级的测量值之间的间距时,可以正确估计圆柱体顶部和底部剪切层中的此类现象,而在标准URANS中,这些现象并不自足。还研究了反馈控制项的结构对数据同化过程的影响。

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76倍 流体力学
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