CAREER: Non-equilibrium wall-bounded turbulent flows at high Reynolds numbers

职业:高雷诺数下的非平衡壁面湍流

基本信息

  • 批准号:
    1453633
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 50万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2015
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2015-03-01 至 2020-02-29
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

1453633LarssonEven though the majority of flows in industry and in the environment are turbulent, significant gaps exist in our knowledge of their behavior, especially in non-canonical cases (i.e., cases where the flow is not at equilibrium). This is the white space that this CAREER proposal aims to cover -- to develop theory and models for the simulation of compressible, non-equilibrium turbulent flows with Large Eddy Simulations (LES). In addition to the scientific broader impact, educational activities are proposed that are focused on the development of a new classroom software tool that can be used to provide experiential learning to undergraduate and graduate students by offering visual answers to fluid dynamics questions. The software tool would be available to other educators.The goal of this proposal is to invent new LES models that can accurately simulate the behavior of non-equilibrium turbulent flows close to solid walls (these are known as wall models). This is a critical yet missing element from currently available computational techniques, and the solution to this problem would open up a whole new area of engineering flows that we would be able to predict. The PI proposes to obtain high fidelity simulation data using direct numerical simulations of representative flow cases and then utilize these data to both develop and validate his new models. Successful completion of this project would constitute a step change in our predictive capabilities for non-equilibrium turbulent flows close to solid walls.
尽管工业和环境中的大多数流动都是湍流的,但我们对它们的行为的了解存在着显著的差距,特别是在非规范情况下(即流动不平衡的情况)。这就是这份职业计划旨在涵盖的空白--开发用大涡模拟(LES)模拟可压缩、非平衡湍流的理论和模型。除了科学上更广泛的影响外,还提出了一些教育活动,重点是开发一种新的课堂软件工具,该工具可以通过对流体动力学问题提供可视化答案来为本科生和研究生提供体验式学习。该软件工具可供其他教育工作者使用。这项提议的目标是发明新的大涡模拟模型,能够准确地模拟靠近固壁的非平衡湍流的行为(这些模型被称为壁模型)。这是目前可用的计算技术中一个关键而又缺失的元素,这个问题的解决方案将开辟一个我们能够预测的工程流的全新领域。PI建议使用典型流动情况的直接数值模拟来获得高保真模拟数据,然后利用这些数据来开发和验证他的新模型。这个项目的成功完成将使我们对接近固体壁面的非平衡湍流的预测能力发生重大变化。

项目成果

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知道了