基于DMD增强涨落耗散定理的湍流瑞利-贝纳尔对流数据驱动降阶建模
流体动力学
2018-09-07 v2 动力系统
混沌动力学
大气与海洋物理
摘要
本文引入了一种数据驱动、无模型框架，用于计算降阶模型（ROMs），该模型能够准确预测完全湍流中对外部强迫的时间平均响应，或指定响应（例如用于控制）所需的强迫。该框架基于在由动态模态分解（DMD）获得的有限数量模态空间中使用涨落耗散定理（FDT）。使用DMD模态作为基函数，而非常用的本征正交分解（POD）模态，解决了先前将FDT应用于高维、非正态湍流时所识别的问题。采用此DMD增强的FDT方法（FDT），利用直接数值模拟（DNS）获得的数据，针对瑞利数为的3D瑞利-贝纳尔对流系统，计算了以水平平均温度为状态变量的一维线性ROM。所计算的ROM在该湍流的各种测试中表现良好，表明FDT是开发高维湍流系统ROM的一种有前景的方法。
引用
@article{arxiv.1805.10577,
title = {Data-driven reduced modelling of turbulent Rayleigh-Benard convection using DMD-enhanced Fluctuation-Dissipation Theorem},
author = {M. A. Khodkar and Pedram Hassanzadeh},
journal= {arXiv preprint arXiv:1805.10577},
year = {2018}
}
备注
revised manuscript (accepted for publication)