文献类型：会议

作　　者：何创新 刘应征

作者单位：上海交通大学机械与动力工程学院动力机械与工程教育部重点实验室

基　　金：自然科学基金,No.11725209

会议文献：第十一届全国流体力学学术会议论文摘要集

会议名称：第十一届全国流体力学学术会议

会议日期：20201203

会议地点：中国广东深圳

出版日期：20201200

学会名称：中国力学学会

语　　种：中文

摘　　要：本文提出一种基于连续伴随(continuous adjoint formulation)的湍流数据同化(data assimilation,DA)方法,将实验测量结果作为观测值,植入数值模型当中,改变预测模型的运行轨迹,达到耦合实验测量与数值计算的目的。本方法的基本原理是,首先对湍流模型或者Navier-Stokes(N-S)方程进行改进以修正方程的形式误差,通过建立最小化模型预测与实验测量之差的目标函数,从而构建连续伴随方程系统。联立求解主方程与伴随方程系统,即可获得最优的修正函数。本文讨论了三种修正方法的DA技术:第一种在湍流模型方程中的湍流生成项之前添加空间分布的修正系数以达到修正模型形式误差的目的;第二种引入各项异性的湍流涡粘概念,使用常规湍流模型获得湍流涡粘的各向同性部分,而使用DA获取各项异性湍流涡粘导致的雷诺应力分量;第三种直接使用DA获得雷诺应力分量,这对非稳态流动的顺序数据同化具有非常好的效果。文中使用自由射流、分离与再附流动以及标量传输案例对DA方法进行了测试和验证,结果表明:第一种湍流生成项的修成方法可以大幅度降低模型方程的形式误差,但是受到涡粘假设的固有限制;第二种各项异性的思路可以突破涡粘假设的局限,理论上对所有流场均具有非常好的效果;第三种针对非稳态流动,可以获得准确的三维非稳态压力场。

关 键 词：数据同化 连续伴随  形式误差  各向异性 压力场预测  

分 类 号：O357.5]