3D-МОДЕЛИРОВАНИЕ ТУРБУЛЕНТНЫХ ПОТОКОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ LES И RANS ПОДХОДОВ НА ОСНОВЕ ОТФИЛЬТРОВАННЫХ ЭКСПЕДИЦИОННЫХ ДАННЫХ
https://doi.org/10.23947/2587-8999-2022-1-2-61-69
Аннотация
В статье описано разработанное программное обеспечение, которое позволило обработать большой объем данных наблюдений за движением и параметрами водной среды в акватории Азовского моря, который был получен в ходе экспедиционных исследований с использованием гидрофизического зонда ADCP, с использованием процедуры фильтрации. Процедура фильтрации значительно уменьшает разброс данных и амплитуду колебаний, что, в свою очередь, позволяет более адекватно оценивать информацию, полученную в ходе полевых экспериментов. При разной ширине фильтра применялись коробочный фильтр, фильтр Гаусса и фильтр Фурье. В этих расчетах ширина фильтра была установлена на основе размера решаемой задачи гидродинамики и масштаба сетки, соответствующего этому размеру. Полученные данные планируется использовать для численного моделирования трехмерных турбулентных течений с использованием подхода LES и сравнения с результатами осреднения по RANS.
Ключевые слова
моделирование гидродинамических процессов,
трехмерные турбулентные течения,
подход LES,
осреднение по RANS
При поддержке: Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 22-71-00015, https://rscf.ru/project/22- 71-00015/
Об авторе
С. В. Проценко
Таганрогский институт имени А.П. Чехова (филиал Ростовского государственного экономического университета)
Россия
Россия
Проценко Софья Владимировна, кандидат физико-математических наук, доцент кафедры математики
Таганрог
Список литературы
1. Chamecki, M., Chor, T., Yang, D., and Meneveau, C. (2019). Material transport in the ocean mixed layer: recent developments enabled by large eddy simulations. Rev. Geophys. 57, 1338–1371. doi: 10.1029/2019RG000655
2. DiBenedetto, M. H., Ouellette, N. T., and Koseff, J. R. (2018). Transport of anisotropic particles under waves. J. Fluid Mech. 837, 320–340. doi: 10.1017/jfm.2017.853.
3. Karlsson, T. M., Kärrman, A., Rotander, A., and Hassellöv, M. (2019). Comparison between manta trawl and in situ pump filtration methods, and guidance for visual identification of microplastics in surface waters. Environ. Sci. Pollut. Res. 27, 5559–5571. doi: 10.1007/s11356-019-07274-5.
4. Onink, V., Wichmann, D., Delandmeter, P., and Van Sebille, E. (2019). The role of Ekman currents, geostrophy and Stokes drift in the accumulation of floating microplastic. J. Geophys. Res. Oceans 124, 1474–1490. doi: 10.1029/2018JC014547.
5. Prata, J. C., da Costa, J. P., Duarte, A. C., and Rocha-Santos, T. (2019). Methods for sampling and detection of microplastics in water and sediment: a critical review. Trends Anal. Chem. 110, 150–159. doi: 10.1016/j.trac.2018.10.029.
6. Protsenko S., Sukhinova T. Mathematical modeling of wave processes and transport of bottom materials in coastal water areas taking into account coastal structures. MATEC Web of Conferences 132, 2017, 04002.
7. Smit, P. B., Janssen, T. T., and Herbers, T. H. C. (2017). Nonlinear wave kinematics near the ocean surface. J. Phys. Oceanogr. 47, 1657–1673. doi: 10.1175/JPO-D-16-0281.1.
8. Sukhinov A. I., Protsenko S. V. Long Waves Simulation in Coastal Systems Using Parallel Computational Technologies // Young Scientist's Third International Workshop on Trends in Information Processing. ‒Vol. 2500. ‒ 2019. ‒ pp. 1-10. http://ceur-ws.org/Vol-2500/paper_1.pdf
9. Sukhinov A.I., Chistyakov A.E., Protsenko E.A., Sidoryakina V.V., Protsenko S.V. Accounting method of filling cells for the hydrodynamics problems solution with complex geometry of the computational domain // Matem. Mod. 2019. Vol. 31, No. 8. pp. 79–100. DOI: https://doi.org/10.1134/S0234087919080057.
10. Sukhinov A.I., Chistyakov A.E., Protsenko E.A., Sidoryakina V.V., Protsenko S.V. Parallel algorithms for solving the problem of coastal bot-tom relief dynamics // Num. Meth. Prog. 2020. Vol. 21, No 3. pp. 196–206. DOI: https://doi.org/10.26089/NumMet.v21r318.
11. Sukhinov A.I., Sukhinov A.A. 3D Model of Diffusion-Advection-Aggregation Suspensions in Water Basins and Its Parallel Realization // Parallel Computational Fluid Dynamics, Multidisciplinary Applications, Proceedings of Parallel CFD 2004 Conference, Las Palmas de Gran Canaria, Spain, ELSEVIER, Amsterdam- Berlin-London-New York-Tokyo. 2005. pp. 223-230.
12. Zippel, S. F., Thomson, J., and Farquharson, G. (2018). Turbulence from breaking surface waves at a river mouth. J. Phys. Oceanogr. 48, 435–453. doi: 10.1175/JPO-D-17-0122.1/
Рецензия
Для цитирования:
Проценко С.В. 3D-МОДЕЛИРОВАНИЕ ТУРБУЛЕНТНЫХ ПОТОКОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ LES И RANS ПОДХОДОВ НА ОСНОВЕ ОТФИЛЬТРОВАННЫХ ЭКСПЕДИЦИОННЫХ ДАННЫХ. Computational Mathematics and Information Technologies. 2022;6(2):61-69. https://doi.org/10.23947/2587-8999-2022-1-2-61-69
For citation:
Protsenko S.V. 3D MODELING OF TURBULENT FLOWS USING LES AND RANS APPROACHES BASED ON FILTERED EXPEDITION DATA. Computational Mathematics and Information Technologies. 2022;6(2):61-69. https://doi.org/10.23947/2587-8999-2022-1-2-61-69
Просмотров:
144
Послать статью по эл. почте 