نموذج بديل فعال لمحاكاة واستخراج الفيزياء لمحاكاة الدوامات الكبيرة

في السعي نحو أنظمة دفع وتوليد طاقة متقدمة، تعتبر المحاكيات عالية الدقة باهظة التكلفة حاسوبيًا للاستكشاف في الفضاء التصميمي المطلوب، وهناك حاجة إلى منهجية تصميم جديدة تجمع بين الفيزياء الهندسية، والمحاكيات الحاسوبية، والنمذجة الإحصائية. في هذه المقالة، نقترح نموذج بديل جديد يوفر توقعات فعالة وتقديرًا لعدم اليقين لتدفقات دوامية في محقنات تدور بأشكال هندسية متنوعة، وهي أجهزة تستخدم عادة في العديد من التطبيقات الهندسية. تكمن جمالية الطريقة المقترحة في دمج الخصائص الفيزيائية المعروفة لتدفق السوائل كافتراضات مبسطة للنموذج الإحصائي. في ضوء البيانات الضخمة من المحاكاة المتاحة، والتي تصل إلى مئات الجيجابايت، تسمح هذه الافتراضات بتوقعات دقيقة للتدفق في حوالي ساعة واحدة من وقت الحساب. وبالمقابل، قد تتطلب محاكيات التدفق الحالية التي تتخلى عن مثل هذه التبسيطات وقت حساب أكبر للتدريب والتوقع مما هو مطلوب لإجراء المحاكاة بنفسها. علاوة على ذلك، من خلال أخذ آليات الربط بين متغيرات التدفق في الاعتبار، يمكن للنموذج المقترح تقليل عدم اليقين في التوقعات واستخراج فيزياء التدفق المفيدة، والتي يمكن استخدامها بعد ذلك لتوجيه المزيد من التحقيقات. تتوفر المواد التكميلية لهذه المقالة، بما في ذلك وصف موحد للمواد المتاحة لإعادة إنتاج العمل، كمكمل على الإنترنت.