广义牛顿流体挤压流动的不确定性量化
流体动力学
2023-07-11 v1 数据分析、统计与概率
摘要
在非牛顿流体复杂流动建模中，流变参数的标定可能是一项艰巨任务。本文展示了不确定性量化（UQ）框架如何用于提升此类流动场景下流变模型的预测能力。为此，我们考虑广义牛顿流体的挤压流动。为系统研究不确定性，我们开发了一套定制的挤压流动装置，并用于甘油和PVP溶液的实验。为模拟这些实验，我们建立了可半解析求解的三区域截断幂律模型。这一快速求解模型使我们能够考虑使用（马尔可夫链）蒙特卡洛技术进行不确定性传播与贝叶斯推断。我们证明，利用从专门实验（最重要的是流变测量）获得的先验信息，截断幂律模型能充分预测实验结果。我们观察到，在贝叶斯推断中将挤压流动实验纳入分析时，会导致对流变参数先验信息的更新，证明在所考虑复杂流动场景下需要重新标定。在贝叶斯推断过程中，我们还获得了实验数据中无法直接观测的感兴趣量信息，例如三种流动区域的空间分布。由此，不确定性量化框架除提升模型预测能力外，还增进了对复杂流动场景的洞察。
引用
@article{arxiv.2307.03799,
title = {Uncertainty quantification for the squeeze flow of generalized Newtonian fluids},
author = {Aricia Rinkens and Clemens V. Verhoosel and Nick O. Jaensson},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.03799},
year = {2023}
}