基于实验数据的湍流扩散POD模态分析

• 作者: 王芳 贾胜坤 张会书 袁希钢 余国琮
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 湍流扩散 POD分析 粒子成像测速 激光诱导荧光
• 年，卷（期）: 2021,（9）
• 所属期刊栏目: 流体力学与传递现象
• 页码范围: 4531-4543
• 页数: 12页
• 分类号: TQ021.4
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/0438-1157.20210304

摘要

采用粒子成像测速(PIV)和激光诱导荧光(LIF)技术同时测量了水平通道中湍流扩散过程的流速和荧光剂浓度的瞬时分布，并利用实验数据，通过本征正交分解(POD)模态分析方法，实现了湍流条件下荧光剂扩散过程中浓度分布的数值重构。该方法应用于瞬时浓度分布的特征分析中，得到了瞬时分布的各阶模态，并分析各阶模态空间分布特征及其所含能量。结果表明，浓度分布在距离荧光剂入口较近的区域具有较强的周期性，且低阶POD模态能量占主导地位。应用POD分析得到的模态可以较准确地重构距离荧光剂入口较近区域的浓度分布的基本特征，相对误差主要集中于距离荧光剂入口较远的区域，表明本文提出的基于POD模态分析的湍流条件下浓度场的数值重构更适用于周期性较强的系统，为预测未知时刻的湍流扩散浓度分布提供了基础。