Multiscale Parallelized Computational Fluid Dynamics Modeling Toward Resolving Manufacturable Roughness
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Typical turbomachinery aerothermal problems of practical interest are characterized by flow structures of wide-ranging scales, which interact with each other. Such multiscale interactions can be observed between the flow structures produced by surface roughness and by the bulk flow patterns. Moreover, additive manufacturing (AM) may sooner or later open a new chapter in the way components are designed by granting designers the ability to control the shape and patterns of surface roughness. As a result, surface finish, which so far has been treated largely as a stochastic trait, can be shifted to a set of design parameters that consist of repetitive, discrete micro-elements on a wall surface (“manufacturable roughness”). Considering this prospective capability, the question would arise regarding how surface microstructures can be incorporated in computational analyses during designing in the future. Semi-empirical methods for predicting aerothermal characteristics and the impact of manufacturable roughness could be used to minimize computational cost. However, the lack of element-to-element resolution may lead to erroneous predictions, as the interactions among the roughness micro-elements have been shown to be significant for adequate performance predictions (Kapsis and He, 2018, “Analysis of Aerothermal Characteristics of Surface Micro-Structures,” ASME J. Fluids Eng., 140(5), p. 051104). In this paper, a new multiscale approach based on the novel block spectral method (BSM) is adopted. This method aims to provide efficient resolution of the detailed local flow variation in space and time of the large-scale microstructures. This resolution is provided without resorting to modeling every single ones in detail, as a conventional large-scale computational fluid dynamics (CFD) simulation would demand, but still demonstrating similar time-accurate and time-averaged flow properties. The main emphasis of this work is to develop a parallelized solver of the method to enable tackling large problems. The work also includes a first of the kind verification and demonstration of the method for wall surfaces with a large number of microstructured elements.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».