Development of a super-grid-scale model for artificial boundaries in fluid dynamics and other wave pheonmena

开发流体动力学和其他波浪现象中人工边界的超网格尺度模型

基本信息

  • 批准号:
    0514414
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 20.94万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2005
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2005-07-15 至 2008-06-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

A new framework for modeling artificial boundary conditions in a variety ofapplications, including fluid dynamics, acoustics, and electromagnetic wavepropagation, will be developed. Previous approaches have relied either onsimple descriptions of those processes occurring near boundaries, such aslinearized disturbances to uniform states, or on a range of ad hoctechniques that attempt to mitigate spurious artifacts of domain truncation.The present work is based on the concept of a super-grid-scale model that isin many ways analogous to sub-grid-scale models that are used in Large EddySimulations of turbulent flows. The formulation explicitly recognizes thatin general systems (especially inhomogeneous and nonlinear PDE), domaintruncation, like filtering, is a modeling problem--the result is ``missinginformation'' that cannot be recovered from first principles. Many existingtechniques (especially damping layers) implicitly supply such a model, butour hypothesis, backed by preliminary calculations in compressible flow andacoustic applications, is that better models can be developed by exploitinga strong analogy with sub-grid-scale modeling techniques. The analogy isbased on the dual roles that filtering and windowing play in real andFourier space. The proposal details a rationally sequenced research programthat includes examination of several different super-grid models (based onanalogies to existing sub-grid models), detailed computations and comparisonwith previous methods in the areas of incompressible and compressible flow,acoustics, and electromagnetic, and detailed analysis of stability andconvergence of the models and discretized systems.It is often said that simulation is becoming the 'third leg' of science,taking an important place beside theory and experiment. In engineering,simulation is an essential tool that enables design and optimization basedon first-principles rather than empirical correlations. However,computation is only useful when the underlying system is correctly modeled.Indeed, many relevant systems in fluid dynamics, acoustics, andelectromagnetic waves cannot be reliably simulated with existing techniques.Techniques for artificial domain truncation, in particular, are a pacingitem in many applications in these and related fields. Artificial domaintruncation (or artificial boundary conditions) refers to situations whereone wishes to simulate only a portion of a larger system in order to reducecomputational effort. The present research will provide a new generation ofsuch techniques that are based on a rigorous and well-validated modelingframework called the super-grid-scale model. Successful outcome of theproposed research has potential for far-ranging impact scientific andengineering design-oriented simulations.
一个新的框架,用于模拟人工边界条件的各种应用,包括流体动力学,声学和电磁波传播,将开发。 以前的方法要么依赖于对边界附近发生的过程的简单描述,如对均匀状态的线性化扰动,要么依赖于一系列试图减轻域截断的虚假伪像的广告技术。目前的工作是基于超网格尺度模型的概念,该模型在许多方面类似于湍流大涡模拟中使用的子网格尺度模型。 该公式明确承认,在一般系统(特别是非齐次和非线性PDE)中,域截断,如滤波,是一个建模问题-结果是“丢失信息”,无法从第一原理中恢复。 许多现有的技术(特别是阻尼层)隐含地提供了这样一个模型,但我们的假设,在可压缩流和声学应用的初步计算的支持下,是更好的模型,可以开发一个强大的类比与亚网格尺度建模技术。 这个类比是基于滤波和窗口在真实的和傅立叶空间中的双重作用。 该提案详细说明了一个合理排序的研究计划,包括对几种不同的超级电网模型的检查(基于对现有亚网格模型的类比),详细的计算和与不可压缩和可压缩流动,声学和电磁领域中以前的方法的比较,并对模型和离散化系统的稳定性和收敛性进行了详细的分析。人们常说,仿真正在成为计算机科学的“第三条腿”,科学,在理论和实验之外占有重要地位。 在工程中,仿真是一种重要的工具,它使设计和优化基于第一原理,而不是经验相关性。 然而,计算只有在基本系统被正确建模时才是有用的。事实上,流体动力学、声学和电磁波中的许多相关系统不能用现有技术可靠地模拟。特别是人工域截断技术,在这些和相关领域的许多应用中是一个pacingitem。 人工域截断(或人工边界条件)是指为了减少计算工作量而希望只模拟较大系统的一部分的情况。 目前的研究将提供新一代这样的技术,是基于一个严格的和经过充分验证的建模框架称为超网格规模模型。 该研究的成功结果对科学和工程设计导向的模拟具有深远的影响。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Tim Colonius其他文献

DMD-based Superresolution Measurement of a Supersonic Jet using Dual Planar PIV and Acoustic Data
使用双平面 PIV 和声学数据对超音速喷气机进行基于 DMD 的超分辨率测量
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Yuta Ozawa;Takayuki Nagata;Hiroki Nishikori;Taku Nonomura;Keisuke Asai;Tim Colonius
  • 通讯作者:
    Tim Colonius
Numerical methods for multiphase flows
多相流的数值方法
  • DOI:
    10.1016/j.ijmultiphaseflow.2025.105285
  • 发表时间:
    2025-10-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.800
  • 作者:
    Manuel Garcia-Villalba;Tim Colonius;Olivier Desjardins;Dirk Lucas;Ali Mani;Daniele Marchisio;Omar K. Matar;Francesco Picano;Stéphane Zaleski
  • 通讯作者:
    Stéphane Zaleski
1260: Shock Wave Shear may Contribute to Vessel Rupture in SWL
  • DOI:
    10.1016/s0022-5347(18)31474-5
  • 发表时间:
    2007-04-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
  • 作者:
    Jonathan Freund;Tim Colonius
  • 通讯作者:
    Tim Colonius
Lift coefficient estimation for a rapidly pitching airfoil
  • DOI:
    10.1007/s00348-020-03105-3
  • 发表时间:
    2021-01-08
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.500
  • 作者:
    Xuanhong An;David R. Williams;Jeff D. Eldredge;Tim Colonius
  • 通讯作者:
    Tim Colonius

Tim Colonius的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Tim Colonius', 18)}}的其他基金

Collaborative research: simulation and analysis of turbulent jet noise using arbitrary-order Hermite methods
合作研究:使用任意阶 Hermite 方法模拟和分析湍流射流噪声
  • 批准号:
    0905045
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 20.94万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Modeling and Computation of Cloud Cavitation Dynamics
云空化动力学的建模与计算
  • 批准号:
    9979258
  • 财政年份:
    2000
  • 资助金额:
    $ 20.94万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Career: Computations of Aerodynamic Sound Generation in Turbulent Jets
职业生涯:湍流射流中空气动力学声音产生的计算
  • 批准号:
    9501349
  • 财政年份:
    1995
  • 资助金额:
    $ 20.94万
  • 项目类别:
    Continuing Grant

相似国自然基金

水稻 SUPER WOMAN 5 (SPW5) 基因调控花器官发育的分子机制解析
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
BRPF1 m6A修饰异常通过重塑BCAT1超级增强子介导Setd2缺陷型肾癌支链氨基酸代谢成瘾的机制研究
  • 批准号:
    82372724
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
肌细胞生成素与Super-enhancer互作形成正反馈环路促进肌损伤修复的机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
水稻SUPER WOMAN 3 (SPW3) 基因调控花器官发育的分子机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
水稻SUPER WOMAN 3(SPW3)基因调控花器官发育的分子机制研究
  • 批准号:
    32100287
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    24.00 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于质谱的Super SILAC结合膜富集技术解析镁离子相关蛋白调控网络在Ⅲ型前列腺炎中的作用机制研究
  • 批准号:
    22164007
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    35 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
Triptolide通过调控Super-enhancer抑制抗体产生改善抗体介导的移植肾排斥反应
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
发展双模态超分辨率全景成像技术,描绘自噬和迁移性胞吐过程中的细胞器互作网络
  • 批准号:
    92054301
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    900.0 万元
  • 项目类别:
    重大研究计划
量子气体中的标度对称性与标度律
  • 批准号:
    12004115
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
Super-enhancer驱动的LINC01468通过增强癌基因翻译促进鼻咽癌发生发展的机制研究
  • 批准号:
    2020JJ4838
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目

相似海外基金

Quantum-limited super-resolution imaging
量子限制超分辨率成像
  • 批准号:
    EP/Y029127/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 20.94万
  • 项目类别:
    Fellowship
SUPer-REsolution non-invasive Muscle measurements with miniaturised magnetIc SEnsors (SUPREMISE)
使用微型磁性传感器 (SUPREMISE) 进行超分辨率非侵入性肌肉测量
  • 批准号:
    EP/X031950/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 20.94万
  • 项目类别:
    Fellowship
Super流産の原因遺伝子の同定と胎児染色体正常原因不明習慣流産の病態解明
超级流产基因的鉴定和胎儿染色体正常化以及不明原因习惯性流产病理学的阐明
  • 批准号:
    23K24486
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 20.94万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Super selective hydrogen permeation through mixed proton and electron conducting asymmetric graphene based membrane
通过混合质子和电子传导不对称石墨烯基膜的超选择性氢渗透
  • 批准号:
    24K17588
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 20.94万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Super-resolution platform to accelerate biological and molecular research
加速生物和分子研究的超分辨率平台
  • 批准号:
    LE240100134
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 20.94万
  • 项目类别:
    Linkage Infrastructure, Equipment and Facilities
Developing single-photon super-resolution microscopy
开发单光子超分辨率显微镜
  • 批准号:
    EP/Y023137/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 20.94万
  • 项目类别:
    Research Grant
Advancing Understanding of Super-Coarse and Giant Dust Particles via Novel Measurements of Emission and Transport
通过新颖的排放和传输测量方法增进对超粗和巨型灰尘颗粒的了解
  • 批准号:
    2336111
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 20.94万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
ASL法を用いた門脈灌流画像の臨床応用及びsuper-selective MRAの有用性評価
ASL法门静脉灌注成像的临床应用及超选择性MRA的有效性评价
  • 批准号:
    24K18753
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 20.94万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
肺小細胞癌におけるmiRNAとSuper Enhancerの関連について
关于小细胞肺癌中miRNA与SuperEnhancer的关系
  • 批准号:
    24KJ0546
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 20.94万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
SBIR Phase I: Process for Producing Steel using Super-Pure Iron Ore Powder (SPIOP) and Hydrogen
SBIR 第一阶段:使用超纯铁矿粉 (SPIOP) 和氢气生产钢的工艺
  • 批准号:
    2231649
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 20.94万
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了