复杂多相湍流结构描述表征方法、辨识系统及装置

1.本发明属于工程计算流体力学技术领域，具体涉及复杂多相湍流结构描述表征方法、辨识系统及装置。


背景技术：

2.多相湍流是重要且复杂的水动力学现象，广泛存在于水力机械工程中。一方面，湍流可以提高流体动能，用于水力发电领域能够使流体能量得到有效利用；同时湍流能促进液体传输和混合，可以运用在液体喷射领域。另一方面，湍流增加了流动的不稳定性，在工程实际中，使流动现象更为复杂，难以捕捉，建模困难；并且在水动力学中，湍流会引发剧烈的相变，由此造成的压力脉动，空化空蚀，空化噪声等问题严重影响水力机械的安全稳定运行。因此，研究、辨识工程中多相湍流运动情况，进而充分利用湍流有利效果，减小和避免负面影响，对于工程实践具有重要意义。
3.多相湍流通常包含高雷诺数、非定常性、相变等复杂的流动形式，使得流场的数值解更难以满足渐近区间的要求，无法有效描述和辨识复杂多相湍流结构，目前已有技术普遍存在较大偏差，因而无法在工程实际中得以应用。


技术实现要素：

4.本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供复杂多相湍流结构描述表征方法、辨识系统及装置，能够有效描述和辨识复杂多相湍流运动情况，包括宏观流动结构和具体流体质点的运动情况。
5.为了实现以上目的，本发明采用了以下方案：
6.《方法》
7.本发明提供复杂多相湍流结构描述表征方法，包括以下步骤：
8.步骤1，计算宏观流动；
9.步骤2，基于步骤1的计算结果，采用误差估计得到流场中的误差分布情况，确定流场重点区域，针对流场重点区域计算得到数值基准值；
10.δ＝φ
i-φ0＝δn+λiδ
m (式1)
[0011][0012]
[0013][0014]
式中，φi表示目标物理量的数值解，φ0表示目标物理量的数值基准值，δn和λiδm分别表示数值误差和模型误差，λi为调节系数；cm和cn分别表示模型误差、数值误差的系数，通过待定系数法确定；pm和pn分别表示模型误差、数值误差的观测准确度阶数；h是网格尺寸，δt为时间步长，δ是滤波尺寸，δ
des
为当地网格尺寸，d为流场中的点到最近壁面的距离；xj为待求解的未知数，n
x
为未知数的个数；n为网格套数，i表示第i套网格；
[0015]
通过式3和4求解方程中的未知数，进而得到数值误差δn和模型误差λiδm：构建多套系统加密的笛卡尔网格进行数值模拟计算，提取流场中目标物理量；对于pn(pm)》2的情况，将代入到式3求解未知数；对于pn(pm)《0.5，将代入到式3求解；对于不同的误差结果，都采用式4求解均方差，并选取均方差最小的作为最终的误差估计结果；根据误差估计结果和预定阈值，确定流场的重点区域；针对流场重点区域，将误差估计结果代入式1，求取目标物理量的数值基准值φ0；
[0016]
步骤3，根据数值基准值，对湍流结构进行描述表征；
[0017]
步骤4，基于数值基准值和流体仿真得到时空流场数据，进行流场内任意粒子的轨迹追踪；
[0018]
其中，步骤3与4无先后顺序。
[0019]
优选地，本发明提供的复杂多相湍流结构描述表征方法，在步骤2中，目标物理量包括速度、压力、湍动能、雷诺应力、相体积分数中的任意一种或多种；当目标物理量为多种时，对于每一种目标物理量均根据步骤2计算得到对应的数值基准值。
[0020]
优选地，本发明提供的复杂多相湍流结构描述表征方法，在步骤2中，求解步骤如下：
[0021]
(1)构建至少六套系统加密的笛卡尔网格进行数值模拟计算；
[0022]
(2)提取流场参数作为目标物理量；
[0023]
(3)将和以及每套网格计算所得的目标物理量代入式3求解，对于满足0.5《pm(pn)《2的情况，直接将计算所得的δn和λiδm作为最终的误差估计结果；
[0024]
(4)对于pn(pm)》2的情况，将代入到式3求解未知数；对于不同的误差结果，利用式4求解均方差，并选取均方差最小的作为最终的误差估计结果；
[0025]
(5)对于pn(pm)《0.5，将代入到式3求解；对于不同的误差结果，利用式4求解均方差，并选取均方差最小的作为最终的误差估计结果；
[0026]
(6)根据误差估计结果和预定阈值，确定流场的重点区域；针对流场重点区域，将误差估计结果代入式1，求取目标物理量的数值基准值φ0。
[0027]
优选地，本发明提供的复杂多相湍流结构描述表征方法，在步骤2中，基于误差估计结果，提取的区域作为流场的重点区域；针对流场重点区域，将上述误差估计结果代入式1，求取目标物理量的数值基准值φ0，并将该数值基准值用于后续步骤中进行湍流识别计算。
[0028]
优选地，本发明提供的复杂多相湍流结构描述表征方法，在步骤1中，采用欧拉方法计算宏观流动；在步骤3中，采用q准则和ω方法进行欧拉视角下的湍流结构的描述表征，对流场中的涡旋结构进行充分识别；在步骤4中，运用粒子追踪技术表征拉格朗日视角下的流动特征。
[0029]
《系统》
[0030]
进一步，本发明提供了复杂多相湍流辨识系统，采用上文《方法》计算描述和辨识复杂多相湍流运动情况。
[0031]
《装置》
[0032]
更进一步，本发明还提供了复杂多相湍流辨识装置，其特征在于，包括：
[0033]
宏观流动计算部，计算宏观流动；
[0034]
区域确定计算部，基于步骤1的计算结果，采用误差估计得到流场中的误差分布情况，确定流场重点区域，针对流场重点区域计算得到数值基准值；
[0035]
δ＝φ
i-φ0＝δn+λiδmꢀꢀꢀ
(式1)
[0036][0037][0038][0039]
式中，φi表示目标物理量的数值解，φ0表示目标物理量的数值基准值，δn和λiδm分别表示数值误差和模型误差，λi为调节系数；cm和cn分别表示模型误差、数值误差的系数，通
过待定系数法确定；pm和pn分别表示模型误差、数值误差的观测准确度阶数；h是网格尺寸，δt为时间步长，δ是滤波尺寸，δ
des
为当地网格尺寸，d为流场中的点到最近壁面的距离；xj为待求解的未知数，n
x
为未知数的个数；n为网格套数，i表示第i套网格；
[0040]
通过式3和4求解方程中的未知数，进而得到数值误差δn和模型误差λiδm：构建多套系统加密的笛卡尔网格进行数值模拟计算，提取流场中目标物理量；对于pn(pm)》2的情况，将代入到式3求解未知数；对于pn(pm)《0.5，将代入到式3求解；对于不同的误差结果，都采用式4求解均方差，并选取均方差最小的作为最终的误差估计结果；根据误差估计结果和预定阈值，确定流场的重点区域；针对流场重点区域，将误差估计结果代入式1，求取目标物理量的数值基准值φ0；
[0041]
描述表征部，根据数值基准值，对湍流结构进行描述表征；
[0042]
轨迹追踪部，基于数值基准值和流体仿真得到时空流场数据，进行流场内任意粒子的轨迹追踪；
[0043]
控制部，与宏观流动计算部、区域确定计算部、描述表征部、轨迹追踪部均通信相连，控制它们的运行。
[0044]
优选地，本发明提供的复杂多相湍流辨识装置，还可以包括：输入显示部，与控制部通信相连，用于让用户输入操作指令，并进行相应显示。
[0045]
优选地，本发明提供的复杂多相湍流辨识装置，在区域确定计算部中，求解过程如下：
[0046]
(1)构建至少六套系统加密的笛卡尔网格进行数值模拟计算；
[0047]
(2)提取流场参数作为目标物理量；
[0048]
(3)将和以及每套网格计算所得的目标物理量代入式3求解，对于满足0.5《pm(pn)《2的情况，直接将计算所得的δn和λiδm作为最终的误差估计结果；
[0049]
(4)对于pn(pm)》2的情况，将代入到式3求解未知数；对于不同的误差结果，利用式4求解均方差，并选取均方差最小的作为最终的误差估计结果；
[0050]
(5)对于pn(pm)《0.5，将代入到式3求解；对于不同的误差结果，利用式4求解均方差，并选取均方差最小的作为最终的误差估计结果；
[0051]
(6)根据误差估计结果和预定阈值，确定流场的重点区域；针对流场重点区域，将误差估计结果代入式1，求取目标物理量的数值基准值φ0。
[0052]
优选地，本发明提供的复杂多相湍流辨识装置，还可以具有这样的特征：在区域确
定计算部中，基于误差估计结果，提取的区域作为流场的重点区域；针对流场重点区域，将上述误差估计结果代入式1，求取目标物理量的数值基准值φ0，并将该数值基准值用于后续步骤中进行湍流识别计算。
[0053]
发明的作用与效果
[0054]
本发明针对工程实际中的复杂多相湍流问题，考虑了复杂多相流动问题中数值模拟误差估计和湍流结构的识别，首先计算流场中误差分布情况，然后根据误差估计结果确定流场重点区域，计算该区域目标物理量的数值基准值，将数值基准值作为目标物理量的修正值用于后续识别计算过程，描述宏观流动结构，同时捕捉流体质点的运动规律。本发明拓宽了现有的研究思路，能够准确描述和辨识复杂多相湍流运动情况，为工程实践充分利用湍流有利效果，减小和避免负面影响湍流以及深入研究复杂多相湍流流动问题提供了科学、可靠的工具。
附图说明
[0055]
图1为本发明实施例涉及的复杂多相湍流结构描述表征方法的流程图；
[0056]
图2为本发明实施例一涉及的用于复杂多相湍流计算的绕水翼示意图；
[0057]
图3为本发明实施例一涉及的指定截面的误差分布图；
[0058]
图4为本发明实施例一涉及的模拟值、修正后的数值基准值与实验值的结果对比图；
[0059]
图5为本发明实施例一辨识出的流场中的涡旋结构；
[0060]
图6为本发明实施例一辨识的流场中粒子运动轨迹；
[0061]
图7为本发明实施例二涉及的用于复杂多相湍流计算的绕回转体的结构示意图；
[0062]
图8为本发明实施例二涉及的指定截面的误差分布结果；
[0063]
图9为本发明实施例二识别的涡结构的示意图；
[0064]
图10为本发明实施例二涉及的关键流动区域的粒子追踪结果。
具体实施方式
[0065]
以下结合附图对本发明涉及的复杂多相湍流结构描述表征方法、辨识系统及装置的具体实施方案进行详细地说明。
[0066]
《实施例一》
[0067]
如图2所示为绕水翼复杂多相湍流算例的计算域示意图。该算例中，水翼弦长为70mm，空化数σ＝0.8，进口来流流速u0＝10m/s。对于此算例，如图1所示，采用本发明的复杂多相湍流结构描述表征方法按如下过程实施。
[0068]
步骤一：采用欧拉方法计算宏观流动。
[0069]
采用欧拉方法中的均质流模型计算宏观的空化流动，计算公式如下：
[0070]
[0071][0072]
式中，ρ为流体密度；uj是j方向上的速度；p是压力；μ是粘度。为了能够顺利求解，采用基于sa模型的分离涡模拟方法和schnerr-sauer空化模型封闭计算方程组。
[0073]
步骤二：基于误差估计得到流场中的误差分布情况并计算数值基准值。
[0074]
δ
des
＝φ
i-φ0＝δn+λiδmꢀꢀꢀ
(3)
[0075]
式中，φi表示目标物理量的数值解(本实施例中，目标物理量取为速度)，φ0表示目标物理量的数值基准值，δn和λiδm分别表示数值误差和模型误差，λi为调节系数。其中，λi、δn和δm有如下表达形式：
[0076][0077]
式中，cm和cn分别代表未知系数，pm和pn分别表示观测准确度阶数，h是网格尺寸，δt为时间步长，δ是滤波尺寸，δ
des
为当地网格尺寸，d为流场中的点到最近壁面的距离。利用下式求解方程中的未知数，进而得到数值误差δn和模型误差λiδm。式中，xj为待求解的未知数，n
x
为未知数的个数。
[0078][0079][0080]
具体求解步骤如下：
[0081]
(1)构建至少六套系统加密的笛卡尔网格进行数值模拟计算。
[0082]
(2)提取流场速度作为误差估计的目标物理量。
[0083]
(3)将和以及每套网格计算所得的目标物理量代入公式(5)求解，对于满足0.5《pm(pn)《2的情况，直接将计算所得的δn和λiδm作为最终的误差估计结果。
[0084]
(4)对于pn(pm)》2的情况，将代入到公式(5)求解未知数。对于不同的误差结果，利用公式(6)求解均方差，并选取均方差最小的作为最终的误差估计结果。
[0085]
(5)对于pn(pm)《0.5，将代入到公式(5)求解。对于不同的误差结果，利用公式(6)求解均方差，并选取均方差最小的作为最终的误差估计结果。
[0086]
(6)基于误差分析结果，提取的区域作为流场的重点区域。针对该区域，将上述误差估计结果代入公式(3)，求取速度的数值基准值φ0，并将该数值基准值用于下面步骤三至六中进行湍流结构识别计算。
[0087]
步骤三：采用q准则和ω方法进行欧拉视角下的湍流结构的描述表征。
[0088]
q准则、ω方法的计算公式如下：
[0089][0090][0091]
式中，||
·
||f为对张量取frobenius范数，b和a分别表示旋转张量和剪切应变张量，也是速度梯度张量的反对称部分和对称部分，其表达式分别为：
[0092][0093][0094]
此外，ω方法中采用归一化的形式，限制了阈值的取值范围，通常取为0.51-0.6。为了防止由剪切和旋转都较小区域引起的噪声和除零现象发生，在分母加入一较小的正值项，其计算公式如下：
[0095][0096]
步骤四：基于数值基准值和流体仿真得到的时空流场数据实现流场内任意粒子的轨迹追踪，获取流动特征。
[0097]
流场中粒子运动方程的一般形式为：
[0098][0099]
式中x为流场中所监测粒子的位置，v为与时间相关的速度矢量。仿真得到的是离散的速度矢量场，这里使用反距离加权插值法插值得到流场中任意位置的粒子速度，插值公式为：
[0100][0101]
式中ui为网格节点上的速度矢量，di为网格节点到插值点的距离，ε为系数，一般取值为2。在讨论式(12)的解法时，采用四阶龙格-库塔格式进行离散求解，其求解的差分格式为：
[0102][0103]
根据粒子追踪的结果，表征拉格朗日视角下的流体结构。
[0104]
如图3～6所示，数值误差和模型误差的极值出现在空化发生区域以及空泡脱落的尾流区域，由此可见局部复杂的流动行为会大大增大当地误差值。从图4可以看出，修正后的数值基准值更加接近于实验值。针对误差值较大的流场区域，基于计算得到的数值基准值，能够充分识别流场中的涡旋结构，并显示流场中粒子运动轨迹。
[0105]
如上，本发明提出的复杂多相湍流结构描述表征方法，在评估数值模拟准确性的同时，根据误差计算值定位流场中的关键流动区域，并对数值模拟结果进行修正，得到目标物理量的数值基准值，并基于此对湍流结构进行表征，和对流场中的涡旋结构进行充分识别，以及进行粒子追踪，能够得到更加符合真实湍流情况的数据，为复杂多相湍流研究提供了科学、可靠的工具。
[0106]
《实施例二》
[0107]
如图7所示，本实施例二提供了采用本发明方法针对另一种流场条件下的复杂多相湍流计算情况。本算例中，回转体直径为37mm，距离水面17mm，空化数σ＝0.62，进口来流流速u0＝17.8m/s。
[0108]
如图8～10所示，数值误差和模型误差的极值出现在空化发生区域以及气液交界面区域，由此可见局部复杂的流动行为会大大增大当地误差值。针对误差值较大的空化发生区域，基于计算得到的数值基准值，能够充分识别流场中的涡旋结构和追踪流场中粒子运动轨迹。
[0109]
《实施例三》
[0110]
本实施例三提供了复杂多相湍流辨识装置，该装置包括宏观流动计算部、区域确定计算部、描述表征部、轨迹追踪部、输入显示部以及控制部。
[0111]
宏观流动计算部执行上文步骤1所描述的内容，计算宏观流动；
[0112]
区域确定计算部执行上文步骤2所描述的内容，采用误差估计得到流场中的误差分布情况，确定流场重点区域，针对流场重点区域计算得到数值基准值。
[0113]
描述表征部执行上文步骤3所描述的内容，根据数值基准值，对湍流结构进行描述表征.
[0114]
轨迹追踪部执行上文步骤4所描述的内容，基于数值基准值和流体仿真得到时空流场数据，进行流场内任意粒子的轨迹追踪，并根据数值基准值和粒子追踪的结果计算流动特征。
[0115]
输入显示部用于让用户输入操作指令，并根据操作指令对相应部的输入、输出和中间处理数据进行相应显示，还能够将湍流结构模型、选定的粒子的轨迹、流场特征变化情况采用二维或三维动态变化方式进行显示。
[0116]
控制部与宏观流动计算部、区域确定计算部、描述表征部、轨迹追踪部、输入显示部均通信相连，控制它们的运行。
[0117]
以上实施例仅仅是对本发明技术方案所做的举例说明。本发明所涉及的复杂多相湍流结构描述表征方法、辨识系统及装置并不仅仅限定于在以上实施例中所描述的内容，而是以权利要求所限定的范围为准。本发明所属领域技术人员在该实施例的基础上所做的任何修改或补充或等效替换，都在本发明的权利要求所要求保护的范围内。

技术特征：
1.复杂多相湍流结构描述表征方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，计算宏观流动；步骤2，基于步骤1的计算结果，采用误差估计得到流场中的误差分布情况，确定流场重点区域，针对流场重点区域计算得到数值基准值；δ＝φ
i-φ0＝δ
n
+λ
i
δ
m
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(式1)(式1)(式1)式中，φ
i
表示目标物理量的数值解，φ0表示目标物理量的数值基准值，δ
n
和λ
i
δ
m
分别表示数值误差和模型误差，λ
i
为调节系数；c
m
和c
n
分别表示模型误差、数值误差的系数，通过待定系数法确定；p
m
和p
n
分别表示模型误差、数值误差的观测准确度阶数；h是网格尺寸，δt为时间步长，δ是滤波尺寸，δ
des
为当地网格尺寸，d为流场中的点到最近壁面的距离；x
j
为待求解的未知数，n
x
为未知数的个数；n为网格套数，i表示第i套网格；通过式3和4求解方程中的未知数，进而得到数值误差δ
n
和模型误差λ
i
δ
m
：构建多套系统加密的笛卡尔网格进行数值模拟计算，提取流场中目标物理量；对于p
n
(p
m
)>2的情况，将代入到式3求解未知数；对于p
n
(p
m
)<0.5，将代入到式3求解；对于不同的误差结果，都采用式4求解均方差，并选取均方差最小的作为最终的误差估计结果；根据误差估计结果和预定阈值，确定流场的重点区域；针对流场重点区域，将误差估计结果代入式1，求取目标物理量的数值基准值φ0；步骤3，根据数值基准值，对湍流结构进行描述表征；步骤4，基于数值基准值和流体仿真得到时空流场数据，进行流场内任意粒子的轨迹追踪；其中，步骤3与4无先后顺序。2.根据权利要求1所述的复杂多相湍流结构描述表征方法，其特征在于：
其中，在步骤2中，目标物理量包括速度、压力、湍动能、雷诺应力、相体积分数中的任意一种或多种；当目标物理量为多种时，对于每一种目标物理量均根据步骤2计算得到对应的数值基准值。3.根据权利要求1所述的复杂多相湍流结构描述表征方法，其特征在于：其中，在步骤2中，求解步骤如下：(1)构建至少六套系统加密的笛卡尔网格进行数值模拟计算；(2)提取流场参数作为目标物理量；(3)将和以及每套网格计算所得的目标物理量代入式3求解，对于满足0.5<p
m
(p
n
)<2的情况，直接将计算所得的δ
n
和λ
i
δ
m
作为最终的误差估计结果；(4)对于p
n
(p
m
)>2的情况，将代入到式3求解未知数；对于不同的误差结果，利用式4求解均方差，并选取均方差最小的作为最终的误差估计结果；(5)对于p
n
(p
m
)<0.5，将代入到式3求解；对于不同的误差结果，利用式4求解均方差，并选取均方差最小的作为最终的误差估计结果；(6)根据误差估计结果和预定阈值，确定流场的重点区域；针对流场重点区域，将误差估计结果代入式1，求取目标物理量的数值基准值φ0。4.根据权利要求3所述的复杂多相湍流结构描述表征方法，其特征在于：其中，在步骤2中，基于误差估计结果，提取的区域作为流场的重点区域；针对流场重点区域，将上述误差估计结果代入式1，求取目标物理量的数值基准值φ0，并将该数值基准值用于后续步骤中进行湍流识别计算。5.根据权利要求1所述的复杂多相湍流结构描述表征方法，其特征在于：其中，在步骤1中，采用欧拉方法计算宏观流动；在步骤3中，采用q准则和ω方法进行欧拉视角下的湍流结构的描述表征，对流场中的涡旋结构进行充分识别；在步骤4中，运用粒子追踪技术表征拉格朗日视角下的流动特征。6.复杂多相湍流辨识系统，其特征在于：采用权利要求1～5中任意一项所描述的复杂多相湍流结构描述表征方法自动计算描述和辨识复杂多相湍流运动情况。7.复杂多相湍流辨识装置，其特征在于，包括：宏观流动计算部，计算宏观流动；区域确定计算部，基于步骤1的计算结果，采用误差估计得到流场中的误差分布情况，确定流场重点区域，针对流场重点区域计算得到数值基准值；δ＝φ
i-φ0＝δ
n
+λ
i
δ
m (式1)
式中，φ
i
表示目标物理量的数值解，φ0表示目标物理量的数值基准值，δ
n
和λ
i
δ
m
分别表示数值误差和模型误差，λ
i
为调节系数；c
m
和c
n
分别表示模型误差、数值误差的系数，通过待定系数法确定；p
m
和p
n
分别表示模型误差、数值误差的观测准确度阶数；h是网格尺寸，δt为时间步长，δ是滤波尺寸，δ
des
为当地网格尺寸，d为流场中的点到最近壁面的距离；x
j
为待求解的未知数，n
x
为未知数的个数；n为网格套数，i表示第i套网格；通过式3和4求解方程中的未知数，进而得到数值误差δ
n
和模型误差λ
i
δ
m
：构建多套系统加密的笛卡尔网格进行数值模拟计算，提取流场中目标物理量；对于p
n
(p
m
)>2的情况，将代入到式3求解未知数；对于p
n
(p
m
)<0.5，将代入到式3求解；对于不同的误差结果，都采用式4求解均方差，并选取均方差最小的作为最终的误差估计结果；根据误差估计结果和预定阈值，确定流场的重点区域；针对流场重点区域，将误差估计结果代入式1，求取目标物理量的数值基准值φ0；描述表征部，根据数值基准值，对湍流结构进行描述表征；轨迹追踪部，基于数值基准值和流体仿真得到时空流场数据，进行流场内任意粒子的轨迹追踪；控制部，与宏观流动计算部、区域确定计算部、描述表征部、轨迹追踪部均通信相连，控制它们的运行。8.根据权利要求7所述的复杂多相湍流辨识装置，其特征在于，还包括：输入显示部，与控制部通信相连，用于让用户输入操作指令，并进行相应显示。9.根据权利要求7所述的复杂多相湍流辨识装置，其特征在于：其中，在区域确定计算部中，求解过程如下：(1)构建至少六套系统加密的笛卡尔网格进行数值模拟计算；
(2)提取流场参数作为目标物理量；(3)将和以及每套网格计算所得的目标物理量代入式3求解，对于满足0.5<p
m
(p
n
)<2的情况，直接将计算所得的δ
n
和λ
i
δ
m
作为最终的误差估计结果；(4)对于p
n
(p
m
)>2的情况，将代入到式3求解未知数；对于不同的误差结果，利用式4求解均方差，并选取均方差最小的作为最终的误差估计结果；(5)对于p
n
(p
m
)<0.5，将代入到式3求解；对于不同的误差结果，利用式4求解均方差，并选取均方差最小的作为最终的误差估计结果；(6)根据误差估计结果和预定阈值，确定流场的重点区域；针对流场重点区域，将误差估计结果代入式1，求取目标物理量的数值基准值φ0。10.根据权利要求9所述的复杂多相湍流辨识装置，其特征在于：其中，在区域确定计算部中，基于误差估计结果，提取的区域作为流场的重点区域；针对流场重点区域，将上述误差估计结果代入式1，求取目标物理量的数值基准值φ0，并将该数值基准值用于后续步骤中进行湍流识别计算。

技术总结
本发明提供复杂多相湍流结构描述表征方法、辨识系统及装置，能够有效描述和辨识复杂多相湍流运动情况，包括宏观流动结构和具体流体质点的运动情况。复杂多相湍流结构描述表征方法包括：步骤1，计算宏观流动；步骤2，采用误差估计得到流场中的误差分布情况，确定流场重点区域，针对流场重点区域计算得到数值基准值；步骤3，根据数值基准值，对湍流结构进行描述表征；步骤4，基于数值基准值和流体仿真得到时空流场数据，进行流场内任意粒子的轨迹追踪。复杂多相湍流辨识系统采用上前述方法计算描述和辨识复杂多相湍流运动情况。复杂多相湍流辨识装置包括：宏观流动计算部、区域确定计算部、描述表征部、轨迹追踪部以及控制部。轨迹追踪部以及控制部。轨迹追踪部以及控制部。


技术研发人员：季斌 邓林峰 程怀玉 龙新平 赵凯
受保护的技术使用者：武汉大学
技术研发日：2023.05.19
技术公布日：2023/8/16