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Wall shear-stress extraction by an optical flow algorithm with a sub-grid formulation

Acta Mechanica Sinica 2021年第1期37卷 65-79,I0003页

作者： The Hung Tran Lin Chen Faculty of Aerospace Engineering Le Quy Don Technical UniversityHanoi10000Vietnam Institute of Engineering Thermophysics Chinese Academy of SciencesBeijing100190China School of Aeronautics and Astronautics University of Chinese Academy of SciencesBeijing100049China

In this study,we developed a novel optical-flow algorithm for determining the wall shear-stress on the surface of objects.The algorithm solves the thin-oil-film equation using a numerical scheme that recovers local features neglected by smoothing filters.A variational formulation with a smoothness constraint was applied to extract the global shear-stress fields.The algorithm was then applied to scalar images generated using direct numerical simulation(DNS)method,which revealed that the errors were smaller than those of conventional methods.The application of the proposed algorithm to recover the wall shear-stress on a low-aspect-ratio wing and on an axisymmetric boattail model taken as examples in this study showed a strong potential for analysing shear-stress fields.Compared to the methods used in previous studies,proposed method reveals more local features of separation line and singular points on object surface.

关键词： Wall shear-stress Optical flow thin-oil-film equation Sub-grid model

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