使用混合物理建模和数据驱动方法对与多孔介质相互作用的反应流体不确定性量化
计算物理
2025-10-07 v1
摘要
准确地在不确定性下模拟耦合物理过程对于可靠的建模和设计至关重要，尤其是对于像燃烧系统这样的性能关键型应用。作为这类问题的一个具体例子，涉及反应流和多孔材料之间的多物理过程相互作用。重复评估这些模型以量化参数不确定性会变得昂贵。本文将基于单域方法的物理建模与数据驱动的降阶模型结合，用于通过算子推断方法量化不确定性。详细的基于物理的仿真在 plasma 风洞实验中对暴露于高热量流的对象表面温度再现误差在 5% 以内。我们进一步使用该模型演示了复杂流动情况对多孔热盾材料与周围气体之间动态相互作用的影响。基于物理仿真数据构建的参数化降阶模型成功捕捉了由于多孔材料的渗透性和传热系数变化导致的感兴趣量的变化，这在两个独立研究中得到验证：固体燃料燃烧和热气流在静止空气中和在风洞中消失。
引用
@article{arxiv.2510.03649,
title = {Uncertainty quantification of reacting fluids interacting with porous media using a hybrid physics-based and data-driven approach},
author = {Diba Behnoudfar and Kyle E. Niemeyer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.03649},
year = {2025}
}