lcs4Foam——用于计算拉格朗日相干结构的 OpenFOAM 函数对象
流体动力学
2023-07-11 v1 应用物理
摘要
为了促进对流体中物质输运的理解并对其进行定量评估，近几十年来流体动力学中出现了一种基于动力系统理论的现代表征方法。它允许考察最具影响力的物质线，即拉格朗日相干结构（LCS），并将物质输运划分为大规模上抵抗扩散或混合的动力学上不同的区域。LCS 揭示了物质曲面的鲁棒骨架，对于定量评估时变流中的物质输运至关重要。LCS 的候选结构可通过计算有限时间李雅普诺夫指数（FTLE）从有限时间拉伸与折叠场中估计并可视化。在本文中，我们提供了一个 OpenFOAM 函数对象，用于在 CFD 仿真期间计算 FTLE。这使得 OpenFOAM 社区能够利用原则上任意 OpenFOAM 流动求解器，在仿真过程中对任意流动中的物质输运几何进行定量评估。
引用
@article{arxiv.2307.04104,
title = {lcs4Foam -- An OpenFOAM Function Object to Compute Lagrangian Coherent Structures},
author = {Constantin Habes and Alexandra von Kameke and Mohammed Elwardi Fadeli and Holger Marschall},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.04104},
year = {2023}
}