高级仿真解决了湍流流体流动的问题

先进的模拟已经发现了一个解决方案，可以解决可能导致更高效的发动机和涡轮机的湍流流体流动。

当像空气或水一样的流体快速流动时，它将扰乱湍流 - 显然是流体内的压力和速度的随机变化。

探索湍流是非常困难的，但对于几个工程领域来说至关重要，例如喷射发动机或气流过去风力涡轮机。更好地洞察湍流将使工程师能够开发更高效的涡轮刀片，或者为公式1制造更多的空气动力学形状。

然而，现有的湍流工程模型通常取决于基于早期对湍流观察来估计会发生什么，而不是完全理解潜在物理学的“经验”关系。

这是由于基础物理学非常复杂，留下了几个似乎未解决的问题。

科学家们伦敦帝国学院目前使用的超级计算机，在最初为游戏创建的图形处理器上运行模拟，以破解湍流的长期问题。

找到解决方案

研究结果，今天报道了液体力学学报，意味着可以测试经验模型，可以开发新型号，从而导致工程中的更优化的设计。

我们现在有一个解决一个重要的基本流量问题。这意味着我们可以检查对“正确”答案的湍流的实证模型，看看他们如何描述实际发生的事情，或者他们需要调整。

彼得文森特博士，伦敦帝国大学航空航天部

问题相当简单：当在通道中流动的湍流流体中断时，该中断如何在流体中分散？例如，如果水突然从大坝进入河流然后关闭，那么坝水脉冲会对河流的脉冲有何影响？

为了找出流体反应的整体“平均”行为，该组必须复制流体内的众多较小的反应。使用超级计算机，它们耗尽了数千个湍流模拟，每个湍流模拟需要数十亿计算。

这些模拟使研究人员能够确定准确的参数，说明干扰如何分散在流动中，并建立了应通过经验湍流模型满足的各种条件。

从我的第一个学习流体力学的第一天来看，我有一些基本的问题，我想知道答案。这是其中之一，现在经过40年的答案。

Sergei Chernyshenko教授，伦敦帝国学院航空航天部

来源：https://www.imperial.ac.uk/