Collaborative Research: Simulation and Analysis of Turbulent Jet Noise Using Arbitrary-Order Hermite Methods
合作研究:使用任意阶 Hermite 方法模拟和分析湍流射流噪声
基本信息
- 批准号:0904773
- 负责人:
- 金额:$ 43.9万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2009
- 资助国家:美国
- 起止时间:2009-09-01 至 2014-08-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Hagstrom and Colonius This award is funded under the American Recovery andReinvestment Act of 2009 (Public Law 111-5). The investigators, with their students and postdocs, pursue an interdisciplinary project with three primary aims. The first aim is the development, optimization, and dissemination of novel computational methods based on arbitrary-order Hermite approximations that efficiently utilize petascale facilities to solve complex, multiple-scale, time-dependent systems of partial differential equations. Secondly, Hermite methods are applied to the direct simulation of turbulent jet noise at Reynolds numbers more than an order of magnitude beyond those currently available, paving the way for future simulations under flow conditions relevant to engineering design. The final goal is the development and application of post-processing techniques to use the simulation data to discover the basic physical mechanisms responsible for the jet noise, improve the inputs to engineering models, and inform strategies for noise reduction. The unique properties of Hermite methods make them ideal for high-resolution simulations on high-performance computing platforms. This is the first instance where they are fully exercised to attack a difficult problem. The methods themselves can be profitably used in any application requiring high accuracy, and a library of optimized building blocks along with templates for their application is created and made freely available to the scientific community. To understand jet noise is an immense scientific challenge. The radiated sound, which carries only a minuscule fraction of the flow energy, results from both small-scale turbulence and the complex dynamics of larger-scale coherent structures. The efficient utilization of the next generation of high-performance computing systems is hindered by the heterogeneous nature of the hardware. This project is focused on new methods that are both flexible enough for complex architectures, and powerful enough to deliver high-resolution approximations. Jet noise is an environmental problem subject to increasingly severe regulation throughout the world. To meet the ambitious noise reduction goals under discussion, a greatly enhanced understanding of the basic physics is needed. The simulations and follow-up analysis to be completed by the investigators bring us much closer to the goal of discovering the subtle physical mechanisms responsible for the acoustic radiation and to the rational design of methods to suppress it.
Hagstrom 和 Colonius 该奖项由 2009 年美国复苏和再投资法案(公法 111-5)资助。 研究人员与他们的学生和博士后一起开展一个具有三个主要目标的跨学科项目。 第一个目标是开发、优化和传播基于任意阶 Hermite 近似的新型计算方法,该方法有效地利用千万亿级设施来求解复杂、多尺度、时间相关的偏微分方程组。 其次,埃尔米特方法应用于雷诺数下湍流射流噪声的直接模拟,其雷诺数超出了现有技术的一个数量级,为未来在与工程设计相关的流动条件下进行模拟铺平了道路。 最终目标是开发和应用后处理技术,以使用模拟数据来发现造成喷气机噪声的基本物理机制,改进工程模型的输入,并为降噪策略提供信息。 Hermite 方法的独特属性使其成为高性能计算平台上高分辨率模拟的理想选择。 这是他们第一次充分锻炼出攻克难题的能力。 这些方法本身可以在任何需要高精度的应用中有利地使用,并且创建了优化构建块及其应用模板的库,并向科学界免费提供。 了解喷气噪声是一项巨大的科学挑战。 辐射声只携带流动能量的一小部分,是由小尺度湍流和大尺度相干结构的复杂动力学产生的。 硬件的异构性阻碍了下一代高性能计算系统的有效利用。 该项目专注于新方法,这些方法既足够灵活,适合复杂的架构,又足够强大,可以提供高分辨率的近似值。 喷气机噪音是一个环境问题,全世界都受到越来越严格的监管。 为了实现正在讨论的雄心勃勃的降噪目标,需要大大增强对基础物理学的理解。 研究人员即将完成的模拟和后续分析使我们更接近发现声辐射的微妙物理机制以及合理设计抑制声辐射的方法的目标。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
Thomas Hagstrom其他文献
Thomas Hagstrom的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('Thomas Hagstrom', 18)}}的其他基金
Robust and Efficient Numerical Methods for Wave Equations in the Time Domain: Nonlinear and Multiscale Problems
时域波动方程的鲁棒高效数值方法:非线性和多尺度问题
- 批准号:
2309687 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 43.9万 - 项目类别:
Standard Grant
Numerical Methods for Waves: Nonlocal, Nonlinear, and Multiscale Systems
波的数值方法:非局部、非线性和多尺度系统
- 批准号:
2012296 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 43.9万 - 项目类别:
Continuing Grant
Robust High-Order Methods for Wave Equations in the Time Domain
时域波动方程的鲁棒高阶方法
- 批准号:
1418871 - 财政年份:2014
- 资助金额:
$ 43.9万 - 项目类别:
Standard Grant
Numerical Methods for Wave Propagation Problems: Efficient Resolution of Multiple Scales
波传播问题的数值方法:多尺度的有效解决
- 批准号:
0929241 - 财政年份:2008
- 资助金额:
$ 43.9万 - 项目类别:
Standard Grant
Numerical Methods for Wave Propagation Problems: Efficient Resolution of Multiple Scales
波传播问题的数值方法:多尺度的有效解决
- 批准号:
0610067 - 财政年份:2006
- 资助金额:
$ 43.9万 - 项目类别:
Standard Grant
Numerical Methods for Multiple Scale Problems in Wave Propagation: Efficient Approximation of Integral Operators in the Time Domain
波传播中多尺度问题的数值方法:时域积分算子的有效逼近
- 批准号:
0306285 - 财政年份:2003
- 资助金额:
$ 43.9万 - 项目类别:
Standard Grant
New Methods for the Simulation and Analysis of Waves
波浪模拟和分析的新方法
- 批准号:
9971772 - 财政年份:1999
- 资助金额:
$ 43.9万 - 项目类别:
Standard Grant
Scientific Computing Research Environments in the Mathematical Sciences
数学科学中的科学计算研究环境
- 批准号:
9977396 - 财政年份:1999
- 资助金额:
$ 43.9万 - 项目类别:
Standard Grant
Mathematical Sciences: Computational Analysis of Multiple Scales Problems in Wave Propagation
数学科学:波传播中多尺度问题的计算分析
- 批准号:
9600146 - 财政年份:1996
- 资助金额:
$ 43.9万 - 项目类别:
Standard Grant
Scientific Computing Research Developments for the Mathematical Sciences
数学科学的科学计算研究进展
- 批准号:
9508285 - 财政年份:1995
- 资助金额:
$ 43.9万 - 项目类别:
Standard Grant
相似国自然基金
基于COSIPY模型的天山冰川物质平衡模拟与重建研究
- 批准号:42301168
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
基于AlN/ScN超晶格结构的模拟型突触器件研究
- 批准号:62374018
- 批准年份:2023
- 资助金额:48 万元
- 项目类别:面上项目
基于物理约束人工智能的缺资料流域山洪模拟方法研究
- 批准号:42371086
- 批准年份:2023
- 资助金额:52 万元
- 项目类别:面上项目
黄土高原采煤地表裂缝对水循环影响机制及模拟研究
- 批准号:52379018
- 批准年份:2023
- 资助金额:50 万元
- 项目类别:面上项目
黑河下游胡杨树干储水释放对蒸腾贡献模拟研究
- 批准号:42301030
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
相似海外基金
Collaborative Research: Material Simulation-driven Electrolyte Designs in Intermediate-temperature Na-K / S Batteries for Long-duration Energy Storage
合作研究:用于长期储能的中温Na-K / S电池中材料模拟驱动的电解质设计
- 批准号:
2341994 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 43.9万 - 项目类别:
Standard Grant
Collaborative Research: SHF: Medium: Enabling Graphics Processing Unit Performance Simulation for Large-Scale Workloads with Lightweight Simulation Methods
合作研究:SHF:中:通过轻量级仿真方法实现大规模工作负载的图形处理单元性能仿真
- 批准号:
2402804 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 43.9万 - 项目类别:
Standard Grant
Collaborative Research: Material Simulation-driven Electrolyte Designs in Intermediate-temperature Na-K / S Batteries for Long-duration Energy Storage
合作研究:用于长期储能的中温Na-K / S电池中材料模拟驱动的电解质设计
- 批准号:
2341995 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 43.9万 - 项目类别:
Standard Grant
Collaborative Research: SHF: Medium: Enabling GPU Performance Simulation for Large-Scale Workloads with Lightweight Simulation Methods
合作研究:SHF:中:通过轻量级仿真方法实现大规模工作负载的 GPU 性能仿真
- 批准号:
2402806 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 43.9万 - 项目类别:
Standard Grant
Collaborative Research: Moire Exciton-polariton for Analog Quantum Simulation
合作研究:用于模拟量子模拟的莫尔激子极化
- 批准号:
2344658 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 43.9万 - 项目类别:
Standard Grant