准确预测建筑物的风压对于设计安全有效的结构至关重要。现有的计算方法,例如Reynolds-平均Navier-Stokes(RANS)模拟,通常无法在分离区域准确预测压力。本研究提出了一种新型的深度学习方法,以增强涡轮闭合泄漏范围内的涡流建模的准确性和性能,尤其是改善了虚张声板体空气动力学的预测。经过大型涡流模拟(LES)数据的深度学习模型,用于各种虚张声势的身体几何形状,包括扁平屋顶的建筑物和前进/向后的台阶,用于调整RANS方程式中的涡流粘度。结果表明,合并机器学习预测的涡流粘度可显着改善与LES结果和实验数据的一致性,尤其是在分离气泡和剪切层中。深度学习模型采用了一个神经网络体系结构,具有四个隐藏层,32个神经元和Tanh激活功能,该功能使用ADAM优化器进行培训,学习率为0.001。训练数据由LES模拟组成,用于向前/向后面向宽度比率为0.2至6的步骤。研究表明,机器学习模型在涡流粘度方面达到了平衡,从而延迟了流动的重新安装,从而比传统的湍流闭合(如K-ωSST和K-ε),导致更准确的压力和速度预测。灵敏度分析表明,涡流粘度在控制流,重新分布和压力分布中的关键作用。此外,研究强调了RANS和LES模型之间的涡流粘度值的差异,从而强调了增强湍流建模的需求。本文提出的发现提供了实质性的见解,可以告知针对工程应用程序量身定制的更可靠的计算方法,包括结构性设计的风负荷考虑以及不稳定空气动力学现象的复杂动态。
表征了现实的2D地质面料Priya Ravi Ganesh,德克萨斯大学奥斯汀分校的小规模迁移行为,512-803-4918,priyatrg@utexas.edu 1.Priya Ravi Ganesh,德克萨斯大学奥斯汀分校的石油和地理系统Engg系2.史蒂芬·布莱恩特(Steven L Bryant)博士,德克萨斯大学奥斯汀分校的石油和地理系统Engg部门3。德克萨斯大学奥斯汀分校经济地质局Timothy A Meckel博士正在研究各种碳存储的方法和方案,以研究CO2固存的长期效果。隔离的二氧化碳和固定水之间的密度差会导致浮力二氧化碳升高,这将被毛细力作用反应。在这项工作中,我们在HI GH分辨率(2 m Illion元素模型)小规模的真实地质样本(0.521 m x 0.264 m)上对这种存储的二氧化碳的行为进行了建模。等效的小规模储层模型是在基于入侵的渗透率基础量表模拟器和商业储层模拟器中生成的,在这两种情况下,我们都获得了类似的主要CO2迁移途径。模型显示了二氧化碳移动从主要的指法结构转变为随着流体参数的变化而变化。我们表征了以流体特性,模型量表,储层的结构异质性和相关长度的函数的重力为主导的重力为主导的重力行为的过渡。主要的流体特性是CO2和Connate水之间的密度差。储层的结构异质性的特征是晶粒尺寸分布与阈值压力范围和场的平均阈值压力有关。因此,可以预测渗滤时的饱和度以及流体迁移方案(指法与后填充),因为我们改变了储层异质性和流体特性的“程度”。对于给定的一组阈值压力分布和在给定长度尺度上的流体特性,因此有可能表明CO2最有可能遵循的迁移状态。如果二氧化碳迁移制度趋向于“指法”,则估计的存储容量将较小,而“回填”制度的副作用。因此,对于实现有效的隔离设备的选择,由于局部毛细管捕获高于残留饱和度,因此需要具有“背部填充”制度驱动器的储层。
气溶胶沉积 (AD) 可通过气流中的粒子沉积形成致密涂层;在 AD 中,气溶胶通过收敛-发散喷嘴,以超音速粒子速度促进惯性粒子撞击所需基材。与热喷涂方法不同,AD 可以在接近室温下应用;与冷喷涂不同,在 AD 中,气溶胶通常在喷嘴上游处于大气压下。尽管之前已成功演示了 AD,但与 AD 系统中粒子运动相关的许多方面仍不太清楚。在这项工作中,我们模拟了具有平面基材的狭缝型收敛-发散喷嘴的典型 AD 工作条件下的可压缩流场分布和粒子轨迹。在检查流体流动分布时,我们发现速度和压力分布以及冲击结构对喷嘴的上游和下游工作压力很敏感。这些最终会影响粒子撞击速度。重要的是,在 AD 中,粒子阻力状态是动态的;粒子克努森数和马赫数都可以相差几个数量级。为了辅助粒子轨迹模拟,我们训练了一个神经网络,根据现有实验数据、理论极限和新的直接模拟蒙特卡罗 (DMSC) 结果预测粒子上的阻力。基于神经网络的阻力定律取决于马赫数和克努森数,与 DSMC 模拟数据相比,其一致性比预先存在的相关性更好。借助该定律,粒子轨迹模拟结果表明,对于给定的粒子密度,存在一个最佳粒子直径,以最大化粒子撞击速度。我们还发现,在 AD 中,粒子会经历与尺寸相关的惯性聚焦,即存在一个特定的粒子直径,其中粒子沉积线宽最小。小于此直径的粒子聚焦不足,大于此直径的粒子聚焦过度,因此在两种情况下都有较大的沉积线宽。使用轨迹模拟,我们还开发了一个框架,可用于评估喷嘴上游任何气溶胶尺寸分布函数的位置相关质量、动量和动能通量到沉积基质的通量。结果表明,对于实验室可达到的典型气溶胶浓度,动能通量可以接近在具有相变的对流传热中通常观察到的量级,因此 AD 中的平动能到热能的传递可能是形成致密涂层的关键因素。关键词:气溶胶沉积;收敛-发散喷嘴,惯性聚焦;惯性撞击;直接模拟蒙特卡罗