基于Hilbert-Huang变换方法的湍流结构及统计特性研究

Hilbert-Huang变换突破了传统数据处理方法所固有的限制，提出了波内频率调制机制，在Hilbert谱的观点下方便了对非线性、非平稳过程现象的描述。用Hilbert谱的观点来认识和理解湍流中的相干结构(涡)及其演化是一个新的尝试。本课题拟在已有研究的基础上，利用热线风速仪和PIV等，进行非对称槽道流实验，分析相应的实验数据以及直接数值模拟数据，研究湍流的统计特性以及不同尺度相干涡的相互作用机理，更深入研究非对称槽道流中动量和能量的输运过程和机理；尝试将傅立叶框架下的直接相互作用原理推广到Hilbert谱的框架下，给出湍流脉动速度的Hilbert边际谱的形式；同时将Hilbert-Huang变换引入到湍流模型中，建立基于该变换的多尺度湍流计算模型。本项目的研究不仅有助于Hilbert-Huang变换方法的发展和完善，而且对湍流相干结构的机理研究有重要意义。