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Analysis of interpolation schemes for the accurate estimation of energy spectrum in Lagrangian methods

Shi, Yilei und Zhu, Xiao Xiang und Ellero, Marco und Adams, Nikolaus A. (2013) Analysis of interpolation schemes for the accurate estimation of energy spectrum in Lagrangian methods. Computers & Fluids, 82 (8), Seiten 122-131. Elsevier. doi: 10.1016/j.compfluid.2013.05.003. ISSN 0045-7930.

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Offizielle URL: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0045793013001801

Kurzfassung

Direct evaluation of energy spectra in purely Lagrangian meshless methods is a challenging task. On the other hand, improvement of turbulence modeling in a Lagrangian framework relies strongly on our ability to estimate energy spectra up to the maximally resolved wavenumber. In this paper we compare different strategies to extract energy spectra from a velocity field defined on a scattered set of points. Spectra can be directly evaluated from irregularly distributed sample by using Discrete Fourier Transform (DFT) and their regularized versions. Alternative procedures require a preliminary interpolation into a grid where, on a second stage, a Fourier analysis can be performed. As a last approach a Moving Least Squares (MLSs) technique for preliminary interpolation is investigated and the results are discussed. Although exhibiting good accuracy in the low-moderate wavenumber window, the first two strategies introduce unacceptable large errors in the near-maximal-resolved wavenumber, where the highest accuracy is often required. Here we propose a second-order Moving Least Squares (MLSs) scheme as an optimal tool that allows us to reproduce precisely the energy spectrum over the entire wavenumber window. We discuss the importance of this result with respect to the development of accurate turbulence models for purely Lagrangian meshless methods.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/83073/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Analysis of interpolation schemes for the accurate estimation of energy spectrum in Lagrangian methods
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Shi, YileiTU-MünchenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zhu, Xiao Xiang DLR-IMF/TUM-LMFNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ellero, MarcoTU-MünchenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Adams, Nikolaus A.TU-MünchenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:15 August 2013
Erschienen in:Computers & Fluids
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:82
DOI:10.1016/j.compfluid.2013.05.003
Seitenbereich:Seiten 122-131
Verlag:Elsevier
ISSN:0045-7930
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Lagrangian methods; Energy spectrum; Turbulence modelling
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HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erdbeobachtung
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R EO - Erdbeobachtung
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Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Methodik der Fernerkundung > SAR-Signalverarbeitung
Hinterlegt von: Zhu, Xiao Xiang
Hinterlegt am:28 Jun 2013 12:12
Letzte Änderung:06 Sep 2019 15:18

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