Development of a multi-fidelity CFD framework for efficient parametric studies in nuclear thermal hydraulics

开发多保真度 CFD 框架,用于核热水力学的高效参数研究

基本信息

  • 批准号:
    2657653
  • 负责人:
  • 金额:
    --
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Studentship
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2021 至 无数据
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The direct simulation of turbulence is typically infeasible. A more pragmatic approach is to employ a mesh that is coarser than the smallest-scale turbulent structures. However, this introduces potential modelling and discretisation errors. We propose a combined data-science/engineering simulation approach, whereby Convolutional Neural Networks "correct" coarse-grid CFD (CG-CFD); providing the "best estimate" plus uncertainty. Unlike existing approaches, we target a feature vector set that will enable the prediction corrections for both modelling and discretisation errors. We propose to use CG-CFD as a "low-fidelity" component in a multi-fidelity framework for parametric sweeps. The framework will use Deep Gaussian Process Regression to bridge fidelities based on existing methods in the literature. The project has gained support of both Rolls Royce and IBM Research UK, who have indicated in-kind contribution via their direct involvement in the work. The resulting method will be demonstrated primarily on test cases relevant to Nuclear Thermal Hydraulics, but developments are expected to be relevant to other ongoing research areas such as fluid-structure interaction and multiphase flow.
湍流的直接模拟通常是不可行的。一种更实用的方法是采用比最小尺度湍流结构更粗糙的网格。然而,这引入了潜在的建模和离散化误差。我们提出了一种数据科学/工程相结合的模拟方法,卷积神经网络“校正”粗网格CFD(CG-CFD);提供“最佳估计”加上不确定性。与现有的方法不同,我们的目标是一个特征向量集,这将使建模和离散化误差的预测校正。我们建议使用CG-CFD作为一个“低保真度”的组件在多保真度的框架参数扫描。该框架将使用深度高斯过程回归来桥接基于文献中现有方法的不确定性。该项目得到了罗尔斯·罗伊斯公司和IBM英国研究所的支持,它们表示通过直接参与这项工作提供了实物捐助。由此产生的方法将主要在与核热工水力学相关的测试用例上进行演示,但预计开发将与其他正在进行的研究领域(如流体-结构相互作用和多相流)相关。

项目成果

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知道了