大涡模拟的壁模型及其应用

大涡模拟是研究湍流的非定常特性的重要方法.但解析壁面层的大涡模拟所需的计算量与直接数值模拟相当,是大涡模拟在高雷诺数壁湍流数值模拟中所面临的主要困难.解析壁面层所需的网格尺度与壁面黏性长度同量级,是引起壁湍流大涡模拟计算量增加的主要原因.壁模型通过模化近壁流动避免了完全解析壁面层,可以显著地降低壁湍流大涡模拟的计算量,是克服上述困难的有效方法.本文介绍了大涡模拟壁模型的主要类型;详细讨论了常用的壁面应力模型,特别是平衡层模型和双层模型的构建思路和特点;基于近壁流动的特征讨论了应力边界条件的必要性和适用性;指出了壁面应力模型的局限性以及考虑非平衡效应修正的各种方法;讨论了壁面应力模型的研究历史、最新进展和发展趋势,给出了常用的壁面应力模型的分支与发展关系图;并基于Werner-Wengle模型实现了周期山状流的大涡模拟.     

红外光谱技术的三文鱼肉假冒鉴别

国内三文鱼市场鱼龙混杂,假冒问题严重,但鉴别方法有限。采用红外光谱技术结合偏最小二乘判别分析法(PLS-DA)研究了黑龙江大马哈鱼、淡水虹鳟、智利太平洋鲑三种鱼肉对挪威三文鱼的冒充问题。采用FITR光谱仪和KBr压片法采集四种肉类的原始光谱,并对原始光谱分别进行多元散射校正(MSC)、Savitzky-Golay平滑、一阶导数(first derivative)、标准正则变换(SNV)、峰面积归一化(peak area normalization)五种预处理来消除噪声等干扰因素并确定最佳预处理方法。为建立PLS-DA鉴别模型,将四种鱼肉的光谱分别赋予-3,-1,1和3四个参考分值,建模后通过预测检测集鱼肉得分来检验模型准确性。结果表明：采用峰面积归一化法时,PLS-DA检测模型的效果最好,校正集和交叉验证集的决定系数分别为0.97和0.95。RMSEC和RMSECV分别为0.37和0.52。该模型能显著区分四种鱼肉、检测集的预测分值分别聚集在各自的参考分值附近,在阈值为±1的判别条件下预测准确度为96%。同时采用马氏距离法进一步对四种鱼肉的光谱进行分析,发现相互之间差异明显,其中挪威三文鱼与其品种差别最大的淡水虹鳟距离最大,与其比较接近的智利太平洋鲑的距离最小,红外光谱信息能够反映不同鱼肉的品种、生活环境等差异。因此,采用红外光谱技术结合PLS-DA法能够准确的鉴别出其他鱼肉对挪威三文鱼的冒充问题,同时对其他肉类检测有一定借鉴意义。     

大涡模拟的壁模型及其应用

大涡模拟是研究湍流的非定常特性的重要方法. 但解析壁面层的大涡模拟所需的计算量与直接数值模拟相当,是大涡模拟在高雷诺数壁湍流数值模拟中所面临的主要困难. 解析壁面层所需的网格尺度与壁面黏性长度同量级,是引起壁湍流大涡模拟计算量增加的主要原因. 壁模型通过模化近壁流动避免了完全解析壁面层,可以显著地降低壁湍流大涡模拟的计算量,是克服上述困难的有效方法. 本文介绍了大涡模拟壁模型的主要类型;详细讨论了常用的壁面应力模型,特别是平衡层模型和双层模型的构建思路和特点;基于近壁流动的特征讨论了应力边界条件的必要性和适用性;指出了壁面应力模型的局限性以及考虑非平衡效应修正的各种方法;讨论了壁面应力模型的研究历史、最新进展和发展趋势,给出了常用的壁面应力模型的分支与发展关系图;并基于Werner-Wengle模型实现了周期山状流的大涡模拟.