Development of non-equilibrium wall-modeling for LES using uncertainty quantification method

使用不确定性量化方法开发 LES 非平衡壁模型

• 批准号: 24760670
• 负责人: KAWAI Soshi
• 金额: $ 2.16万
• 依托单位: Japan Aerospace Exploration Agency
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012-04-01 至 2014-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-24760670/
• 关键词: 航空宇宙流体力学; 数値流体力学; 圧縮性流体力学; 乱流; 流体工学; 高レイノルズ数流れ; ラージ・エディ・シミュレーション; 不確かさの定量化; 流体力学; 剥離流れ; 圧縮性流体; 不確かさの評価

A simple yet very effective non-equilibrium wall-model for large-eddy simulation (LES) at arbitrarily high Reynolds numbers was proposed. The proposed model automatically satisfies the total shear stress balance within the log-layer by considering how the turbulence length scale changes with wall distance in the inner layer. We also developed a new Kriging-surrogate-model-based dynamic adaptive sampling method for an accurate and effective uncertainty quantification (UQ). The UQ algorithm was coupled with numerical simulation to quantify the impact of intrinsic uncertainties involved in the simulation on the quantities of interest for validation, rigorous measure of confidence, priorities and sensitivities, physical model development, and fine understanding of physics.

提出了一种简单而有效的适用于任意高雷诺数下大涡模拟的非平衡壁面模型。该模型通过考虑湍流长度尺度随内层壁距的变化，自动满足原木层内的总剪应力平衡。我们还开发了一种新的基于Kriging代理模型的动态自适应采样方法，用于准确有效的不确定度量化（UQ）。UQ算法与数值模拟相结合，以量化模拟中涉及的内在不确定性对验证、严格的置信度、优先级和灵敏度、物理模型开发以及对物理学的精细理解的影响。

项目成果

A non-equilibrium dynamic wall-model for LES of high Reynolds number airfoil flow near stall condition

• DOI: 10.2514/6.2013-683
• 发表时间: 2013-01
• 期刊: Experiments in Fluids
• 影响因子: 2.4
• 作者: S. Kawai;Asada Kengo;K. Fujii

LESにおけるダイナミック壁面モデルの提案 : 高レイノルズ数剥離流れの予測

LES 中动态壁模型的提议：高雷诺数分离流的预测

• 发表时间: 2012
• 作者: Soshi Kawai and Johan Larsson;Soshi Kawai;Kengo Asada and Soshi Kawai;浅田健吾,河合宗司,藤井孝藏;河合宗司
• 通讯作者: 河合宗司

Kriging-based dynamic adaptive sampling for effective uncertainty quantification

基于克里金法的动态自适应采样，用于有效的不确定性量化

• 发表时间: 2014
• 作者: Koji Shimoyama and Soshi Kawai

Dynamic wall-modeling for LES of shock/boundary-layer interacting separated flow at high Reynolds number

高雷诺数下激波/边界层相互作用分离流的 LES 动态壁建模

• 发表时间: 2012
• 作者: Soshi Kawai and Johan Larsson

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