Турбулентное горение: от фундаментальных принципов до моделирования горения с помощью машинного о...

Этот курс закладывает основы моделирования турбулентных реагирующих потоков, переходя от фундаментальных законов сохранения к современным методам ускорения, основанным на данных. Первый модуль устанавливает математические основы, начиная с уравнений, описывающих перенос массы, импульса, энергии и компонентов в континуальном пределе. Мы рассмотрим процессы фильтрации и усреднения в методе моделирования крупных вихрей (LES) и уравнениях Навье-Стокса, усредненных по Рейнольдсу (RANS), для определения необходимости замыкания модели. Особое внимание будет уделено взаимодействиям турбулентности и химических процессов, а также моделям химического горения с конечной скоростью реакции. Вторая часть курса подчеркивает преобразующий потенциал машинного обучения (ML) для преодоления вычислительных узких мест этих подходов с конечной скоростью реакции. Мы изучим методы обучения на многообразиях, используя автокодировщики и метод главных компонент (PCA) для сжатия многомерных химических состояний, замыкания на основе ML, включая химические источники на основе нейронных сетей и субсеточные модели напряжений, а также стратегии, основанные на физических принципах, чтобы гарантировать, что модели ML остаются интерпретируемыми и физически непротиворечивыми.