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随机对流扩散方程的数值仿真
  • ISSN号:0253-231X
  • 期刊名称:工程热物理学报
  • 时间:0
  • 页码:1833-1837
  • 分类:O351.2[理学—流体力学;理学—力学]
  • 作者机构:[1]上海理工大学能源与动力工程学院,上海200093
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(No.50976071)
  • 相关项目:随机扰动下非线性动力系统的不确定行为及扰动敏感度的数值实验和分析
中文摘要:

本文针对对流一扩散随机过程在随机输入(即随机输运和源项),作用下进行数值仿真。我们先将对流扩散随机微分方程中的随机函数采用有限项截断的多项式浑沌展开(Polynomial Chaos Expansion)展开,再由Galerkin映射法得到求解浑沌展开系数的确定性方程组。这是一个在物理空间包含多尺度解的大方程组。为此我们发展了多重网格求解器,在不同尺度网格叠代求解。给出了:1)有精确解的算例,以检验求解器的收敛性和精度;2)随机流场中的浓度对流扩散过程的数值模拟。

英文摘要:

We apply stochastic non-statistical approach to numerically simulate the convectiondiffusion processes under uncertain inputs, i.e. random flow (transport) velocity or/and source (forcing) term. We first represent the random functions involving in the stochastic partial differential equations in terms of the truncated polynomial chaos expansion, then perform Galerkin projection to obtain a coupled deterministic system of equations for the coefficients of the expansion. Due to the spectral representation, the size of the system is much larger than the deterministic counterpart, and moreover, it is multi-scale in nature. In this work, we develop a multi-grid solver to iteratively solve the system on different levels of mesh. We present two numerical examples: the first is a test problem with exact solution examining the accuracy and convergence of the solver, the second simulates the convection and diffusion process in the concentration field under random flow (transport) velocity.

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期刊信息
  • 《工程热物理学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国工程热物理学会 中国科学院工程热物理研究所
  • 主编:徐建中
  • 地址:北京2706信箱
  • 邮编:100080
  • 邮箱:xb@mail.etp.ac.cn
  • 电话:010-62584937
  • 国际标准刊号:ISSN:0253-231X
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2091/O4
  • 邮发代号:2-185
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:21026