实验壁面限制湍流流动中阻力分析的不确定性量化

实验平均流通常用于研究壁面限制湍流。然而，这些测量往往无法解析近壁区域，从而导致靠近壁面速度的测量存在模糊性。这会引入不确定性，影响依赖这些平均流测量的基于方程的方法，如阻力分析。阻力分析提供了对线性纳维尔斯方程组进行尺度依赖分解，以识别最佳增益、响应模式和强迫模式，已被广泛应用于壁面限制湍流。其在各种壁面限制流动预测工具开发中的潜力巨大，但必须解决输入数据局限性问题。本文量化了阻力分析对常见实验不确定性来源的敏感性，并表明这种敏感性可在最小额外计算成本下进行量化。该方法应用于局部和大范围阻力分析，分别通过对均匀轮廓人工扰动和粒子图像测量法（PIV）来实现，后者使用不同的近壁拟合方式。我们还指出，近壁分辨率不足可能导致与全分辨率数据相比，在不利压力梯度湍流边界层中得出错误结论的实例。