Реконструкция самых энергичных способов полностью развитого турбулентного потока канала с изменением плотности
Аннотация - Правильное ортогональное разложение (POD) используется, чтобы восстановить пространственно-временные данные полностью развитого турбулентного потока канала с изменением плотности с числом Рейнольдса 150, основанный на скорости трения и полуширине канала, и числе Прандтля 0.71. Чтобы применить POD к полностью развитому турбулентному потоку канала с изменением плотности, область потока (скорости, плотность, и температура) измерена соответствующими значениями среднего квадрата корня (среднеквадратичное значение) так, чтобы область потока стала безразмерной. Проблема POD с пятью векторами решена в цифровой форме. Восстановленные моменты второго порядка скорости, температуры, и плотности от POD восьми функций сравнивают благоприятно с оригинальным Прямым Числовым Моделированием (DNS) данных.
Ключевые слова – распознавание образов, ПОР(POD), когерентная система, низкое размерное моделирование.
Введение
Свойственно ортогональное разложение, также известное как расширения Карунена-Лоэва в обработке сигнала и распознавании образов, сначала введенном для турбулентности Lumley в 1967 как инструмент постобработки для пространственно-временных данных, полученных из числового моделирования или экспериментальной работы. С тех пор он широко использовался, чтобы извлечь основные функции для реконструкции последовательных структур, низкого размерного моделирования, и управления потоками. Главный недостаток метода POD и его выполнения к низкому размерному моделированию - зависимость основания POD на параметрах потока и геометрии, из которой они были извлечены. Однако, об успешных работах в кинетическом энергетическом анализе, извлечении последовательных структур, и низком размерном описании почти стенной турбулентности сообщают непрерывно. Читатель упомянут Lumley [1, 2, 3], Сирович [4], и Холмс и др. [5] для большего количества деталей. Несмотря на огромные усилия применить POD к турбулентным течениям, полный трехмерный POD применим к нескольким типам турбулентных течений, например, изотермического полностью развитого граничного слоя, канала, трубы, и потока Куэтта. Однако, Хасан и Санги [6] осуществили метод, который был создан Lumley и Poje [7] для потоков с изменением плотности. Успех этих работ вдохновил нас для дальнейшего применения POD к полностью развитому потоку канала с изменением плотности (высокая плотность и температурные градиенты). Трудность применения POD к потокам с теплопередачей заключается в измерении различных параметров, то есть, скорость, плотность, и температура. Применение POD к тензору поперечной корреляции этих параметров было бы нелогично. Следовательно, область потока должна быть измерена с соответствующими параметрами, чтобы иметь то же самое измерение, или это становится безразмерным.
E. Eljack работает лектором в отделе Машиностроения, университете Хартума, Судан. С октября 2006 он делает докторскую степень в отделе Машиностроения, университете Осаки, Yamadaoka, Суйта, Осаке, 565-0871, Япония.
T. Ohta с отделом Машиностроения, университетом Осаки, Yamadaoka, Суйта, Осакой, 565-0871, Япония.