Liutex及其實現(xiàn)的介紹

1.渦識別方法第一代渦量第二代Q準則第三代Liutex及Liutex-Omega方法之后詳細說明渦識別方法，歸根到底是對物理上的渦進行數(shù)學上的定義。根據(jù)Liu的分類，現(xiàn)有的渦識別方法可以分為三代。前兩代方法均存在不同程度上的剪切污染，也就是說會將流場中的剪切流動識別為旋渦，而Liutex方法則是通過數(shù)學上的處理完全規(guī)避了剪切污染。

xyz

ZZYXxyxyxyLiutex方法基本原理圖解Liutex通過以下過程將渦量中的旋轉(zhuǎn)部分和剪切部分分離出來相應數(shù)學推導旋轉(zhuǎn)R剪切S2.Liutex方法原理Step1：將坐標系轉(zhuǎn)移到流體微團當?shù)氐男D(zhuǎn)軸Step2：當垂直于當?shù)匦D(zhuǎn)軸的平面上將流動分解為旋轉(zhuǎn)流動和剪切流動

1.不受剪切污染的影響Liutex-R渦量3.閾值不敏感，同時捕捉強渦、弱渦。Liutex-Omega渦量對于傳統(tǒng)渦識別方法，Liutex方法具有以下優(yōu)點：不受剪切污染可以獲得流體微團當?shù)氐男D(zhuǎn)方向閾值不敏感，可以同時捕捉強渦和弱渦。渦量等值面2.快速提取渦軌跡提取的Liutex線3.Liutex方法應用可以清晰提取出被過大的剪切流覆蓋掉的渦近地面附近主渦在地面誘導出二次渦近地面的尾渦軌跡演化

基于Liutex的渦軌跡提取方法比起傳統(tǒng)的渦核位置提取方法，有網(wǎng)格振蕩小，自動化程度高，變化更光滑等特點。X=5003.Liutex方法應用基于Liutex方法的原理對環(huán)量進行分解，得到旋轉(zhuǎn)分量與剪切分量在兩渦的融合過程中，渦的旋轉(zhuǎn)模態(tài)有一部轉(zhuǎn)化為剪切模態(tài)，使得剪切模態(tài)的占比從39.7%增長到了59.4%。較大的剪切模態(tài)主導了渦量的擴散，使得渦的耗散加劇。

利用這一指標可以更好的分析研究兩渦融合的機理。3.Liutex方法應用4.Liutex方法在Tecplot中的實現(xiàn)由于Tecplot的公式運算無法求解Liutex實現(xiàn)過程中對三維速度梯度矩陣的求解，因此結(jié)合Matlab進行了二次開發(fā)。下面是簡單的實現(xiàn)過程：Step1:計算導入Tecplot文件的渦量和速度梯度有兩種方式2.使用文件夾中的Step1.eqn計算1.Analyze>FieldVariable指定U,V,W然后使用CalculateVariables計算Vorticity(vector)和VelocityGradient(tensor)Step2:導出Tecplot的dat文件：File>WriteData…>.dat格式>Format-Point>OK導出(注意：導出的文件可以適當刪去不關(guān)注的變量，但Step1計算出的12個變量必須包含在內(nèi))Step3:利用Matlab對導出文件進行計算直接調(diào)用writeLiutex函數(shù)即可，該函數(shù)有兩個傳參：writeLiutex(string1->Step2導出的dat文件名,string2->經(jīng)過Liutex處理之后的文件名)(注意：在使用之前必須在Matlab把LiutexFunction文件夾里面的函