由非时间分辨 PIV 测量重建壁面有界湍流的时间演化
流体动力学
2021-01-15 v2
摘要
粒子图像测速（PIV）系统常受硬件限制，难以完全分辨湍流中固有的时空涨落。在本研究中，我们基于快速畸变理论（RDT）和泰勒假说（TH）建立模型，以在使用非时间分辨系统获取连续 PIV 快照之间的中间时段重建湍流流场的时间演化。以 PIV 快照为初始条件，将线性控制方程向前和向后时间推进。随后通过取前向与后向估计的加权和来重建间隔时段的流场。该时空权重函数旨在考虑 RDT 和 TH 方程的对流性质。使用来自 Johns Hopkins 湍流数据库的湍流槽道流直接数值模拟数据，评估了重建精度随空间分辨率和重建时间跨度的变化。该方法能很好地重建单点湍流统计量，并分辨高于采集系统时间奈奎斯特极限的频率处的速度谱。基于 TH 下流场特征线演化的重建比通过对 RDT 和 TH 离散形式数值积分获得的重建更准确。还评估了测量噪声对重建误差的影响。
引用
@article{arxiv.2003.04913,
title = {Reconstructing the time evolution of wall-bounded turbulent flows from non-time resolved PIV measurements},
author = {C. Vamsi Krishna and Mengying Wang and Maziar S. Hemati and Mitul Luhar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2003.04913},
year = {2021}
}
备注
21 pages, 11 captioned figures