圆锥高超声速绕流中壁面压力测量的同化
流体动力学
2022-09-14 v1
摘要
为了从孤立的壁面压力测量估计马赫数 6 下细长圆锥上方未知流场,我们进行了非线性集合变分 (EnVar) 数据同化。代价函数考虑了实验与基于直接数值模拟 (DNS) 的预测之间在壁面压力谱和总强度上的差异,以及我们对测量和估计状态的相对置信度。我们通过后验统计的直接传播证明了预测流的鲁棒性。该方法提供了超越传感器数据的流的独特首次观测,并且与先前采用临时来流合成的工作不同,严格考虑了非线性的作用。远离壁面处,二维和三维同化状态均显示出绳状结构,在定性上类似于独立的纹影可视化。尽管有此相似性,并且即使平面第二模态在上游最不稳定,为了准确复现 Ludwieg 管设施中记录的壁面压力测量,同化中必须包含三维 (3D) 波。结果突出了流场三维性以及基态畸变对该实验中不稳定波的重要作用,并为未来探测流场三维性质的测量提供了动机。
引用
@article{arxiv.2208.00491,
title = {Assimilation of wall-pressure measurements in high-speed flow over a cone},
author = {David A. Buchta and Stuart J. Laurence and Tamer A. Zaki},
journal= {arXiv preprint arXiv:2208.00491},
year = {2022}
}