混合不确定度量化方法及其在计算流体动力学迎风格式中的应用

梁霄 王瑞利

梁霄, 王瑞利. 混合不确定度量化方法及其在计算流体动力学迎风格式中的应用[J]. 爆炸与冲击, 2016, 36(4): 509-515.
引用本文: 梁霄, 王瑞利. 混合不确定度量化方法及其在计算流体动力学迎风格式中的应用[J]. 爆炸与冲击, 2016, 36(4): 509-515.
Liang Xiao, Wang Ruili. Mixed uncertainty quantification and its application in upwind scheme for computational fluid dynamics (CFD)[J]. Explosion And Shock Waves, 2016, 36(4): 509-515.
Citation: Liang Xiao, Wang Ruili. Mixed uncertainty quantification and its application in upwind scheme for computational fluid dynamics (CFD)[J]. Explosion And Shock Waves, 2016, 36(4): 509-515.

混合不确定度量化方法及其在计算流体动力学迎风格式中的应用

基金项目: 

国家自然科学基金项目 11372051

国家自然科学基金项目 11475029

中国工程物理研究院科学基金项目 2015B0202045

山东科技大学人才引进项目 2013RCJJ027

详细信息
    作者简介:

    梁霄(1984—),男,博士,讲师,mathlx@163.com

  • 中图分类号: O385

Mixed uncertainty quantification and its application in upwind scheme for computational fluid dynamics (CFD)

  • 摘要: 针对流体力学数值求解间断问题时,初始状态含有偶然和认知混合型的不确定性,将认知不确定度作为外层,偶然不确定度作为内层,分别使用非嵌入多项式混沌方法(non-intrusive polynomial chaos, NIPC)和概率盒(P-box)理论处理偶然不确定度和认知不确定度,发展了流体力学数值求解过程中,初始状态含有混合不确定度传播量化的一种方法。以迎风格式和黎曼解法器求解Sod问题为例,评估了左状态密度(偶然不确定度)和理想气体多方指数(认知不确定度)对模型输出结果的影响,有效验证了该方法的可行性。
  • 图  1  炸药密度分布直方图

    Figure  1.  Histogram showing distribution of explosive density

    图  2  多方指数分布散点

    Figure  2.  Scatter of polytrophic exponent

    图  3  Sod问题1000组计算结果

    Figure  3.  1000 sets of computational results for the Sod problem

    图  4  t=0.22时Sod问题的期望和方差

    Figure  4.  Expectation and variance for the Sod problem at t=0.22

    图  5  2种方法计算Sod可信区间的比较

    Figure  5.  Comparison of confidential intervals from two computational methods in solving the Sod problem

    图  6  密度函数的累积分布函数族

    Figure  6.  Cumulative distribution function ensemble of density function

    图  7  利用迎风格式构造的密度函数的P-box

    Figure  7.  P-box constructed by the upwind scheme for density function

    图  8  用2种方法构成的密度函数的P-box

    Figure  8.  P-box constructed by two methods for density function

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出版历程
  • 收稿日期:  2014-12-24
  • 修回日期:  2015-03-27
  • 刊出日期:  2016-07-25

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