一种大涡模拟的被动标量确定方法、装置、设备及介质与流程

本技术涉及流体力学，特别涉及一种大涡模拟的被动标量确定方法、装置、设备及介质。

背景技术：

1、被动标量是指在流场中被动输运的物理量，如：温度，组分浓度，气液两相相函数体积分数等，被动标量是流体力学中的重要数据，目前，在大涡模拟场景下，如何准确的确定出被动标量是亟待解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术的目的在于提供一种大涡模拟的被动标量确定方法、装置、设备及介质，能够准确的确定出被动标量。其具体方案如下：

2、第一方面，本技术公开了一种大涡模拟的被动标量确定方法，包括：

3、获取目标流场速度，其中，所述目标流场速度包括使用大涡模拟的网格滤波器滤波得到的流场速度以及使用测试滤波器滤波得到的流场速度，所述测试滤波器为网格尺寸大于网格滤波器的网格尺寸的滤波器；

4、基于所述目标流场速度以及上一时刻的被动标量确定解析被动标量通量，其中，所述解析被动标量通量表征尺度在所述网格滤波器的滤波宽度和所述测试滤波器的滤波宽度之间的流动结构的贡献；

5、基于所述目标流场速度确定目标应变率张量，其中，所述目标应变率张量包括使用网格滤波器滤波得到的应变率张量以及使用测试滤波器得到的应变率张量；

6、基于所述解析被动标量通量以及所述目标应变率张量，并利用涡粘系数计算公式计算涡粘系数，其中，所述涡粘系数计算公式基于尺度介于所述网格滤波器的滤波宽度和所述测试滤波器的滤波宽度之间流动结构的被动标量输运速率守恒关系建立；

7、基于涡粘系数封闭被动标量的运输方程，并基于所述被动标量的运输方程确定所述上一时刻对应的下一时刻的被动标量。

8、可选的，所述涡粘系数计算公式为：

9、；

10、其中，为涡粘系数，为解析被动标量通量，为被动标量，表示网格滤波器滤波后的被动标量，表示测试滤波器滤波后的被动标量，为距离矢量，为测试滤波器的滤波宽度，为网格滤波器的滤波宽度，表示测试滤波器滤波后的应变率张量的范数，表示网格滤波器滤波后的应变率张量的范数，表示测试滤波器的滤波器处理。

11、可选的，当满足预设流场均匀条件，则涡粘系数计算公式为：

12、；

13、其中，为涡粘系数，为解析被动标量通量，为被动标量，表示网格滤波器滤波后的被动标量，表示测试滤波器滤波后的被动标量，为距离矢量，为网格滤波器的滤波宽度，表示测试滤波器滤波后的应变率张量的范数，表示网格滤波器滤波后的应变率张量的范数，表示测试滤波器的滤波器处理。

14、可选的，所述基于所述目标流场速度以及上一时刻的被动标量确定解析被动标量通量，包括：

15、利用预设解析被动标量通量计算公式，并基于所述目标流场速度以及上一时刻的被动标量确定解析被动标量通量；预设解析被动标量通量计算公式为：

16、；

17、其中，为解析被动标量通量，为被动标量，表示网格滤波器滤波后的被动标量，表示测试滤波器滤波后的被动标量，表示使用网格滤波器滤波得到的流场速度，表示使用测试滤波器滤波得到的流场速度，表示测试滤波器的滤波器处理。

18、可选的，所述基于所述目标流场速度确定目标应变率张量，包括：

19、利用预设应变率张量计算公式，并基于所述目标流场速度确定目标应变率张量；预设应变率张量计算公式为：

20、、；

21、其中，表示网格滤波器滤波后的应变率张量，、表示使用网格滤波器滤波得到的流场速度，、为距离矢量，表示测试滤波器滤波后的应变率张量，、表示使用测试滤波器滤波得到的流场速度，i，j表示不同的方向。

22、可选的，被动标量的运输方程为：

23、；

24、其中，为涡粘系数，为被动标量，表示网格滤波器滤波后的被动标量，t为时间，为距离矢量，为网格滤波器的滤波宽度，表示网格滤波器滤波后的应变率张量的范数，表示使用网格滤波器滤波得到的流场速度。

25、可选的，所述获取目标流场速度，包括：

26、获取上一时刻的目标流场速度；

27、或，计算所述上一时刻对应的下一时刻的目标流场速度。

28、第二方面，本技术公开了一种大涡模拟的被动标量确定装置，包括：

29、流场速度获取模块，用于获取目标流场速度，其中，所述目标流场速度包括使用大涡模拟的网格滤波器滤波得到的流场速度以及使用测试滤波器滤波得到的流场速度，所述测试滤波器为网格尺寸大于网格滤波器的网格尺寸的滤波器；

30、解析被动标量通量确定模块，用于基于所述目标流场速度以及上一时刻的被动标量确定解析被动标量通量，其中，所述解析被动标量通量表征尺度在所述网格滤波器的滤波宽度和所述测试滤波器的滤波宽度之间的流动结构的贡献；

31、应变率张量确定模块，用于基于所述目标流场速度确定目标应变率张量，其中，所述目标应变率张量包括使用网格滤波器滤波得到的应变率张量以及使用测试滤波器得到的应变率张量；

32、涡粘系数计算模块，用于基于所述解析被动标量通量以及所述目标应变率张量，并利用涡粘系数计算公式计算涡粘系数，其中，所述涡粘系数计算公式基于尺度介于所述网格滤波器的滤波宽度和所述测试滤波器的滤波宽度之间流动结构的被动标量输运速率守恒关系建立；

33、被动标量确定模块，用于基于涡粘系数封闭被动标量的运输方程，并基于所述被动标量的运输方程确定所述上一时刻对应的下一时刻的被动标量。

34、第三方面，本技术公开了一种电子设备，包括存储器和处理器，其中：

35、所述存储器，用于保存计算机程序；

36、所述处理器，用于执行所述计算机程序，以实现前述的大涡模拟的被动标量确定方法。

37、第四方面，本技术公开了一种计算机可读存储介质，用于保存计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现前述的大涡模拟的被动标量确定方法。

38、通过以上方案可知，本技术提供了一种大涡模拟的被动标量确定方法，包括：获取目标流场速度，其中，所述目标流场速度包括使用大涡模拟的网格滤波器滤波得到的流场速度以及使用测试滤波器滤波得到的流场速度，所述测试滤波器为网格尺寸大于网格滤波器的网格尺寸的滤波器；基于所述目标流场速度以及上一时刻的被动标量确定解析被动标量通量，其中，所述解析被动标量通量表征尺度在所述网格滤波器的滤波宽度和所述测试滤波器的滤波宽度之间的流动结构的贡献；基于所述目标流场速度确定目标应变率张量，其中，所述目标应变率张量包括使用网格滤波器滤波得到的应变率张量以及使用测试滤波器得到的应变率张量；基于所述解析被动标量通量以及所述目标应变率张量，并利用涡粘系数计算公式计算涡粘系数，其中，所述涡粘系数计算公式基于尺度介于所述网格滤波器的滤波宽度和所述测试滤波器的滤波宽度之间流动结构的被动标量输运速率守恒关系建立；基于涡粘系数封闭被动标量的运输方程，并基于所述被动标量的运输方程确定所述上一时刻对应的下一时刻的被动标量。

39、可见，本技术的有益效果为：使用大涡模拟方法计算被动标量输运，基于尺度介于网格滤波器的滤波宽度和测试滤波器的滤波宽度之间流动结构的被动标量输运速率守恒关系，根据流场局部流动特性，能够自适应的计算涡粘系数，从而准确的确定出被动标量。

40、相应地，本技术提供的一种大涡模拟的被动标量装置、设备及可读存储介质，也同样具有上述技术效果。