توسعه الگوی رتبه کاسته برای بازسازی داده های مفقود شده میدان های جریان ناپایا با استفاده از یک روند تجزیه زمانی

مؤیدی, محمد کاظم

doi:10.22060/mej.2016.720

دانشگاه صنعتی امیرکبیر

تعداد نشریات	4
تعداد شماره‌ها	157
تعداد مقالات	2,496
تعداد مشاهده مقاله	1,157,362
تعداد دریافت فایل اصل مقاله	900,847

توسعه الگوی رتبه کاسته برای بازسازی داده های مفقود شده میدان های جریان ناپایا با استفاده از یک روند تجزیه زمانی

نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر

مقاله 10، دوره 49، شماره 1، بهار 1396، صفحه 101-112 اصل مقاله (7256 K)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/mej.2016.720

نویسنده

محمد کاظم مؤیدی

آزمایشگاه پژوهشی دینامیک سیالات محاسباتی،گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه قم، قم، ایران

چکیده

در این پژوهش از روش تجزیه متعامد بهینه جهت بازسازی میدان جریان تراکم ناپذیر ناپایای لزج حول سیلندر با داده‌های مفقودشده یا تُنُک و محاسبة نیروهای وارد بر آن استفاده شده‌است. الگوی موردنظر ترکیبی از روش تجزیه متعامد بهینه همراه با حل یک مسألة بهینه‌‌سازی به منظور دستیابی به مدلی رتبه‌کاسته است که می‌تواند با دقّت مناسب و سرعت بالا، نقاط مفقودشده یا پایه‌های ناقص را بازسازی نماید. دو نوع کاربرد برای این روش در نظر گرفته‌شده، در نوع اول روش برای بازسازی یک پایه از دسته نمایة مورد نظر با بهره‌گیری از یک روش تکراری بکار گرفته ‌شده‌است. نوع دوم روشی است بر مبنای نوع اول و در این مقاله پیشنهادشده‌است. در این روش با استفاده از تجزیه میدان جریان در راستای زمان و با بهره‌گیری از یک فرآیند پیشروی زمانی پایه‌های ناقص دسته نمایة مورد نظر بازسازی می‌شوند. ویژگی این روش بهره‌گیری از بهینه‌سازی و بازسازی گام‌به‌گام دسته‌ نمایة اصلی به منظور کاهش تعداد مجهولات و دستیابی به الگویی با دقت بالاتر در بازیابی داده‌های مفقود‌شده می‌باشد. نتایج حاصل از هر دو مدل با داده‌های حاصل از شبیه‌سازی‌های عددی مستقیم مقایسه شده که دقّت بالا و توانایی‌های مناسب هر دو روش را نشان می‌دهد

کلیدواژه ها

داده‌های مفقودشده؛ روش تجزیه متعامد بهینه؛ مدل‌ رتبه‌کاسته؛ جریان ناپایا

عنوان مقاله [English]

Reconstruction of Gappy Unsteady Flow Fields using Improved Reduced Order POD Model based on Temporal Decomposition Procedure

نویسندگان [English]

M. K. Moayyedi

CFD Research Laboratory, Department of Mechanical Engineering, University of Qom, Qom, Iran

چکیده [English]

In this paper, the proper orthogonal decomposition method has been used for gappy data reconstruction of the unsteady incompressible viscous flow and calculation of related forces (such as aerodynamics coefficients). The present approach is based on combination of POD method and solution of an optimization problem to get a reduced order model. This model reconstructs missed data or incomplete snapshots with relevant accuracy and fast speed. Two kinds of model have used in this manner. In the first approach, a simple iterative approach is used to reconstruct of the relative missed or incomplete basis functions of snapshots ensemble. The Second method, which is proposed recently by the author, used a time advancing and domain decomposition method along time direction, for reconstruction of incomplete ensemble members with high missing percentage. Essential trait of this method is about application of step by step reconstruction of primary ensemble to reduce number of unknown variables and obtaining an accurate model to recover the missed data. The outcome results of two approaches have compared with direct simulation CFD data which are shown appropriate ability and good agreement

کلیدواژه ها [English]

Gappy Data, Proper Orthogonal Decomposition, Reduced Order Model, Unsteady Flow

مراجع

[1] White, F., "Fluid Mechanics", 7th Edition, McGraw-Hill Publication, 2010.

[2] Hoffman, K.A. and S. T. Chiang, "Computational Fluid Dynamics", Engineering Education System Publication, 1993.

[3] Gunes a, H. , S. Sirisup, G. E. Karniadakis, "Gappy data: To Krig or not to Krig?", Journal of Computational Physics, 212 (2006): 358-382.

[4] Holmes, P., J.L. Lumley and G. Berkooz, "Turbulence, Coherent Structures, Dynamical Systems and symmetry", Cambridge Monographs on Mechanics, Cambridge University Press, 1996.

[5] Lumley, J.L., "The Structure of Inhomogeneous Turbulence, Atmospheric Turbulence and Wave Propagation", pp. 166-178, 1967.

[6] Sirovich, L., "Turbulence and the Dynamics of Coherent Structures", Parts I-III, Quarterly of Applied Math., XLV.3 (1987): 561-82.

[7] Taeibi-Rahni, M., F. Sabetghadam and M.K. Moayyedi, "Low-dimensional Proper Orthogonal Decomposition Modeling as a Fast Approach of Aerodynamic Data Estimation", Journal of Aerospace Engineering, 23.1(2010): 44-54.

[8] Bui-Thanh, T., M. Damodaran and K. Wilcox, “Aerodynamic Data Reconstruction and Inverse Design Using Proper Orthogonal Decomposition”, AIAA J., 42.8(2004): 1505-1516.

[9] Wilcox, K., "Unsteady Flow Sensing and Estimation via the Gappy Proper Orthogonal Decomposition", Computer and Fluids, 35 (2006): 208-226.

[10] Sabetghadam, F., M. Taeibi-Rahni and M. K. Moayyedi, "Gappy Low-dimensional POD, A Powerful Tool of Data Reconstruction of the Unsteady Flow Fields", CFD Journal, 17.3 (2008): 156-164.

آمار

تعداد مشاهده مقاله: 596

تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 322

Journal Management System. Designed by sinaweb.