基于粒子信息超分辨率的适度密集蒸发喷雾大涡模拟
流体动力学
2026-05-20 v1
摘要
在密集喷雾或具有明显团聚现象的喷雾的大涡模拟（LES）中，当网格过于粗糙而无法为广泛采用的单液滴蒸发模型提供真实的边界条件时，蒸发速率可能不准确。这在实际应用中的液体喷雾燃烧中尤为相关。基于深度学习的超分辨率（SR）最近已成为一种有前景的 LES 亚网格尺度建模方法，能够增强流场分辨率。该技术似乎非常适合重建液滴间空间的局部气体场，这些场可用于修正蒸发速率。然而，它尚未被用于此目的。本文提出了一种创新的 SR 方法——粒子信息超分辨率（PISR）——该方法近似高分辨率流场以改进蒸发计算。通过在适度密集喷雾上的先验、后验和泛化测试对其进行了验证。结果表明，PISR-LES 能够紧密复现载相直接数值模拟（CP-DNS）中计算的蒸发速率，显著减小了 LES 与 CP-DNS 之间燃料质量分数场的差异。此外，在改变空气温度、液滴直径和湍流雷诺数时，PISR 模型对训练中未见过的案例表现出稳健的泛化能力。
引用
@article{arxiv.2605.19732,
title = {Large-eddy simulation of moderately dense evaporating sprays with particle-informed super-resolution},
author = {Ruyue Cheng and Ali Shamooni and Andreas Kronenburg and Jan Wilhelm Gärtner and Thorsten Zirwes},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.19732},
year = {2026}
}
备注
Preprint submitted to Proceedings of the Combustion Institute (volume 42)