Random walk source model i fluiddynamikk
Vi finner fluiddynamikk rundt oss uten å merke det: I effekter generert fra vindturbiner, værfenomener, bølgebevegelser i havet, i motstand på bilen vår, i strømning gjennom rør eller selv blodstrømmen gjennom våre årer, i løftkraften for fly, eller feltet global oppvarming.
Fluiddynamikk er et område som har utviklet seg mye i de siste to århundrene. Typisk er et nært forhold mellom eksperiment og teori. Navier - Stokes-ligningene ble utviklet relativt tidlig, men brukbare løsninger for avanserte oppgavestillinger begynte å bli tilgjengelig med hjelp av datamaskiner og bruk av numeriske løsninger på 1980 tallet.
I dag prøver vi å bruke datamodeller som simulerer hver eneste partikkel som er involvert i strømningen. Partikkelen som beveger seg fram etter kontinuitetsligningen, tar hensyn til treghet, trykk og viskositet etter våre modeller, for å forstå mer av fluiddynamikken.
I forbindelse med ligningen for kontinuitet er en modell for instasjonær potensiell strømning i ideelle væsker, kalt "random walk kilde model" publisert av en av medlemmene av gruppen (Meyer 1997). I denne modellen er det mulig å observere formen av en front av partikler som kommer ut av en linje kilde, krypende mot og rundt en vingeprofil. Det ble vist at løftkoeffisient kan forklares med forskjellen frontene viser etter de har passert profilen ved en separasjonslinje for å opprettholde «Kutta condition». Banen til felles tyngdepunktet av «partikkelskyen» ble observert mens partikler strømmet forbi profilen.
Banen til felles tyngdepunktet viser en avbøyning som følge av geometri som fungerer som et hinder for partikkel foran. Nedbøyning i banen kan sees som et resultat av en vertikal tilleggshastighet som påvirker partiklene mens de passerer profilen, og så forklarer en del av motstand av objekter.
Modellen leverer et uvanlig syn på strømningsfenomener og benytter en ny HVL-utviklet «random walk algorithm».
Arbeidsgruppens arbeid består av spørsmålene:
- Hvordan kan vi bruke modellen for å forstå mer av fluiddynamikk?
- Hvordan kan vi utvide modellen for fremtidig bruk?
