湍流流场的信息性与非信息性分解
流体动力学
2024-12-11 v2 混沌动力学
计算物理
摘要
湍流场中的并非所有信息对于理解流动中的特定区域或变量都是相关的。在此，我们提出了一种方法，将源场相对于另一个目标场分解为其信息性分量 和残差分量为 。该方法被称为信息性与非信息性分解（IND）。物理理解、降阶建模和目标变量控制所需的所有必要信息都包含在 中，而 在这些背景下没有实质用途。该分解被表述为一个优化问题，旨在最大化信息性分量与目标变量的时滞互信息，同时最小化与残差分量的互信息。该方法被应用于提取湍流通道流中速度场的信息性和残差分量，使用壁面剪切应力作为目标变量。我们展示了 IND 在三种场景下的效用：(i) 速度波动对壁面剪切应力影响的物理洞察，(ii) 利用远离壁面的速度预测壁面剪切应力，以及 (iii) 利用反向控制开发湍流通道流中的减阻控制策略。
引用
@article{arxiv.2402.11448,
title = {Informative and non-informative decomposition of turbulent flow fields},
author = {Gonzalo Arranz and Adrian Lozano-Durán},
journal= {arXiv preprint arXiv:2402.11448},
year = {2024}
}