基于 nudging 的方柱绕流湍流数据同化
流体动力学
2022-03-09 v1
摘要
我们研究了在 Re=22000 下通过求解非定常雷诺平均 Navier-Stokes (URANS) 方程来预测典型方柱绕流湍流的方法。URANS 建模的局限性通过应用一种包含反馈控制项的数据同化技术得以克服，从而将 URANS 预测驱动至参考数据。利用从 DNS 提取的定期间隔的时间分辨参考数据，我们评估了数据同化方法在改进非定常 URANS 预测方面的能力。在改善尾流低频振荡的同时，我们也展示了恢复 Kelvin-Helmholtz 不稳定性的高频动力学的能力。我们系统地研究了参考数据的空间分辨率的影响。改进感兴趣流结构预测所需的数据分辨率与其波长相关。在数据点之间采用约一个柱长的间距时，我们已经观察到低频涡脱落的同步，这导致由谱本征正交分解计算的时间与频谱误差显著下降。此外，URANS 平均流预测的精度也得到了提高。采用约 Kelvin-Helmholtz 涡波长的间距时，我们甚至恢复了基线模拟中缺失的那些剪切层结构。
引用
@article{arxiv.2110.10651,
title = {Nudging-based data assimilation of the turbulent flow around a square cylinder},
author = {Markus Zauner and Vincent Mons and Olivier Marquet and Benjamin Leclaire},
journal= {arXiv preprint arXiv:2110.10651},
year = {2022}
}