先进的模拟湍流流动的解决一个问题

先进的模拟发现解决问题的湍流流动,可能导致更有效的发动机和涡轮机。

当流体像空气或水足够快速流动,它将遭受turbulence-apparently随机流体内的压力和速度的变化。

很难探索动荡但它是至关重要的几个领域的工程,如喷气发动机或气流过去的风力涡轮机。获得更好的洞察动荡将使工程师开发更高效的涡轮叶片,例如,或为f1赛车创建更符合空气动力学的形状。

然而,现有工程湍流模型通常取决于“实证”关系基于湍流的早期观测估计会发生什么,而不是完全理解底层物理。

这是由于这样的事实:底层物理是高度复杂的,离开似乎尚未解决的几个问题。

科学家们伦敦帝国理工学院目前使用超级计算机,在图形处理器上运行模拟最初创建的游戏,在湍流破解一个长期存在的问题。

找到解决方案

这项研究的结果,今天的报道流体力学杂志,意味着实证模型可以测试和新模型可以发展,导致更多的优化设计工程。

我们现在有一个解决方案,一个重要的基本的流动问题。这意味着我们可以检查经验的湍流模型对“正确”的答案,看看他们描述实际发生什么,或者他们需要调整。

彼得•文森特博士研究的合著者,美国航空,伦敦帝国理工学院

问题是相当简单的:当一个湍流流动的通道是中断,中断分散在液体如何?例如,如果水从大坝突然被排放到河流,然后关闭,有什么影响,脉冲的大坝河的水会流?

为了找出流体的整体“平均”的行为反应,该组织必须复制流体内的许多较小的反应。使用超级计算机,他们成千上万的湍流模拟,计算每个需要数十亿。

这些模拟使研究人员能够确定扰动的准确参数说明分散流和建立各种经验湍流模型应该满足的条件。

从我第一天学习流体力学,我有一些基本的问题,我想知道的答案。这是其中的一个,现在40年后我有答案。

谢尔盖•Chernyshenko教授研究的合著者,美国航空,伦敦帝国理工学院

来源:https://www.imperial.ac.uk/