近壁湍流速度场的分数阶偏微分方程模型
流体动力学
2021-07-01 v2
摘要
本文提出一类以带随机载荷的分数阶偏微分方程(FPDEs)表示的湍流模型。这些 FPDE 模型的每个解均为不可压缩速度场,且解的分布为高斯分布。湍流与固体壁面的相互作用通过施加各类边界条件来体现。不同的边界条件为可模拟的近壁统计特性提供了极大的灵活性。本文重点展示了完全发展的无剪切与均匀剪切边界层湍流的复现这两个简单的物理应用;其中前者还直接与实验数据进行了验证。非均匀合成湍流入口边界条件的生成是另一个应用,其动机来自现代数值风洞模拟。文中还讨论了模型参数的标定与高效数值方法。
引用
@article{arxiv.2008.03957,
title = {A fractional PDE model for turbulent velocity fields near solid walls},
author = {Brendan Keith and Ustim Khristenko and Barbara Wohlmuth},
journal= {arXiv preprint arXiv:2008.03957},
year = {2021}
}