2、瑞丽-伯纳德对流的拉格朗日拟序结构(FTLE场结果对比)

本文详细介绍了瑞丽伯纳德对流的FTLE场计算过程,包括流场时间步长的选择、积分时间的影响、粒子个数对结果的影响以及流场数据时间间隔的精度问题。通过比较不同参数设置下的结果,讨论了如何优化这些参数以得到更精确的LCS结构。文章还对Shadden方法和文献中的LCS提取方法进行了分析和比较,指出平均FTLE场在x方向可能带来的问题。

上篇博客中,我简单比较了瑞丽伯纳德对流的FTLE场,但是因为粒子追踪采用的是欧拉方法,所以精度不是很高, 因此与文献中的结果还是有些差别。
下面放一张文献中的FTLE场,参数与上篇文章是一致的,Ra = 1e8;Pr = 1;

在这里插入图片描述
本文将详细的介绍如何得到这样的图片,好吧,其实也不是很详细。总之,先展示以下我个人的结果。
在这里插入图片描述

可以看出,上图基本上与文献是一致的,因为这里展示的是瞬时场,所以当然不可能是完全一致,至于提取的LCS结构,我在下面也会提及。

本着详细介绍的原则,所以这里我很良心的从流场计算开始介绍。粒子迁移需要时空离散的流场数据。流场的网格是很好确定的,我这里是DNS,所以网格尺度小于 η \eta η就行。比较重要的是时间步长应该取多少。

1、流场时间步长

首先,根据我的计算参数,我得到流场的无量纲时间 t f = 1.13 s t_f=1.13s tf=1.13s。根据文献, t E = 7 t f = 7.9 s t_E=7t_f=7.9s tE=7tf=7.9s
即一个turn over time(大涡转一圈的时间)。因为积分时间选取为 1 / 2 t E 1/2t_E 1/2t

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