基于压力求解器的湍流可压缩流动 segregated 降阶模型
流体动力学
2024-05-31 v2 计算工程、金融与科学
数值分析
数值分析
摘要
本文针对采用有限体积法离散的湍流可压缩流动，提供了一种降阶建模框架。这项工作的基本思想是构建一种降阶模型，能够相对于高保真流场提供高度精确的求解结果。全阶解通常通过采用 segregated 求解器（求解变量依次逐个求解）获得，运用略微修正的守恒律以使其解耦并逐一求解。相反，经典的降阶架构依赖于完整 Navier-Stokes 系统的 Galerkin 投影一次性投影，导致与高阶解存在轻微偏差。本文在物理与几何参数背景下，采用 segregated 降阶算法求解湍流与可压缩流动。在全阶层面，湍流采用涡黏性方法建模。由于存在多种不同的湍流模型用于近似这一附加黏性，本工作的目标之一是提供不依赖于该选择的降阶模型。这一目标通过混合方法实现：Navier-Stokes 方程以标准方式投影，而黏性场则借助数据驱动插值方法或经适当训练的神经网络评估来近似。利用上述手段，可针对具有高 Reynolds 数和高 Mach 数的全阶问题预测出精确解。
引用
@article{arxiv.2205.09396,
title = {A segregated reduced order model of a pressure-based solver for turbulent compressible flows},
author = {Matteo Zancanaro and Valentin Nkana Ngan and Giovanni Stabile and Gianluigi Rozza},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.09396},
year = {2024}
}