基于高斯变换的各向同性湍流谱解析重构
计算工程、金融与科学
2016-03-24 v2 流体动力学
摘要
用于模拟若干气动声学应用中湍流诱导宽带噪声的随机粒子网格（Random Particle Mesh, RPM）方法被扩展以实现各向同性湍流谱。该方法通过用高斯滤波核过滤白噪声来合成湍流涨落，这进而给出高斯谱。高斯函数平滑且其导数和积分仍为高斯函数。高斯滤波器高效且在随机信号处理中有广泛应用。然而在许多应用中，高斯谱并不对应于真实湍流谱。因此在涡轮机械中，von Kármán、Liepmann以及修正的von Kármán谱是更真实的模型谱。在本注记中，我们解析地推导了利用不同长度尺度的加权高斯谱的叠加来实现任意各向同性无散度谱的权重函数。随后推导了von Kármán、Liepmann以及修正的von Kármán谱的解析权重函数。最后提出了一种使用有限数量高斯谱对该问题进行离散化的方法。通过利用RPM方法实现一个von Kármán速度谱证明了该方法的有效性。
引用
@article{arxiv.1506.08691,
title = {Analytical reconstruction of isotropic turbulence spectra based on the Gaussian transform},
author = {Attila Wohlbrandt and Nan Hu and Sebastien Guerin and Roland Ewert},
journal= {arXiv preprint arXiv:1506.08691},
year = {2016}
}
备注
Preprint, submitted to Computers & Fluids