Mesh-free methods for turbulent reacting flows: the next generation of DNS
Mesh-free methods for turbulent reacting flows: the next generation of DNS
批准号:
EP/W005247/2
负责人:
Steven Lind
金额:
$0.0万
依托单位:
依托单位国家:
英国
项目类别:
Research Grant
财政年份:
2024
资助国家:
英国
项目状态:
未结题
起止时间:
2024 至 --
中文摘要
湍流及其相关现象(如燃烧)的直接数值模拟仍然是数学和物理科学中的重大挑战之一。所涉及的长度和时间尺度的范围很大,具有极快的、精细结构的、多组分的反应过程与大规模的湍流运动非线性地相互作用。高阶数值方法可以提供有效的分辨率,但目前的方法是基于高阶有限差分或(伪)谱方法,不能很好地适用于复杂的几何形状,因此对实际湍流应用的研究非常有限。针对非平凡几何的高阶数值格式的发展对数值模拟和燃烧领域有明显的好处。本项目的目的是开发一种有前景的新的无网格框架,用于任意复杂几何形状的湍流反应流动的高阶数值模拟。高阶无网格方法的最新发展--局部各向异性基函数法(LABFM)--在提供相当大的几何灵活性和高阶精度(例如,空间中的10阶)方面显示出希望。这项可行性研究的目的是为下一代无网格框架下的DNS代码奠定基础,使之能够模拟迄今不可能实现的火焰-湍流-结构相互作用。从长远来看,这将从根本上和应用上更好地理解湍流反应流,并将支持相关技术的发展,如大规模氢气生产、清洁燃烧和低热值气体利用。
英文摘要
The direct numerical simulation (DNS) of turbulence and related phenomena, e.g. combustion, remains one of the great challenges in the mathematical and physical sciences. The range of length- and time-scales involved is significant, with extremely fast, finely structured, many-species reaction processes interacting non-linearly with large-scale turbulent motions. High-order numerical methods can provide efficient resolution but current approaches are based on high-order finite differences or (pseudo-)spectral methods, which are not well suited to complex geometries, and hence the study of real turbulence applications is very limited. The development of high-order numerical schemes for non-trivial geometries is of clear benefit to the numerical modelling and combustion communities. The aim of this project is to develop a promising new mesh-free framework for high-order DNS of turbulent reacting flows in arbitrarily complex geometries. Very recent developments of a high-order mesh-free method - the Local Anisotropic Basis Function Method (LABFM) - show promise in providing considerable geometric flexibility as well as high-order accuracy (e.g. 10th order in space). The intention of this feasibility study is to lay the foundations for the next generation of DNS codes, in a meshless framework, enabling simulations of flame-turbulence-structure interactions hitherto impossible. In the longer term this will result in a greater understanding, both fundamental and in application, of turbulent reacting flows, and will support the development of related technologies, such as hydrogen production at scale, cleaner combustion, and low calorific gas utilisation.
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会议论文
Quantum Algorithms for Nonlinear Differential Equations - QuANDiE
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批准号:EP/Y004663/2
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项目类别:Research Grant
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资助金额:$0.0万
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财政年份:2024
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负责人:Steven Lind
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依托单位:
Mesh-free methods for turbulent reacting flows: the next generation of DNS
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批准号:EP/W005247/1
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项目类别:Research Grant
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资助金额:$10.05万
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财政年份:2023
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负责人:Steven Lind
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依托单位:
Quantum Algorithms for Nonlinear Differential Equations - QuANDiE
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项目类别:Research Grant
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负责人:Steven Lind
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项目类别:Research Grant
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负责人:Steven Lind
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负责人:Steven Lind
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项目类别:Research Grant
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负责人:Steven Lind
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批准号:EP/L011549/1
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项目类别:Research Grant
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负责人:Steven Lind
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批准号:EP/L014661/1
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项目类别:Research Grant
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财政年份:2014
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负责人:Steven Lind
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项目类别:省市级项目
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批准年份:2023
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