Description du projet
Un nouveau regard sur la turbulence à moyenne altitude
Les turbulences sont étudiées de manière approfondie depuis plus d’un siècle, ce qui a permis d’élaborer des modèles pour concevoir des systèmes impliquant des écoulements de fluides à grande vitesse. Cependant, seules les extrémités de la turbulence (flux très tendus, évoluant rapidement, et flux peu tendus, évoluant lentement) sont bien comprises. Le régime de déformation intermédiaire, crucial pour les applications techniques et environnementales, reste un mystère. Dans cette optique, le projet ONSET, financé par le CER, vise à développer et à valider une théorie pour ce régime intermédiaire, basée sur le concept «d’auto-similarité rapide» («rapid self-similarity»). En s’appuyant sur de nouvelles lois de dissipation, sur l’apprentissage automatique et sur des méthodes avancées de mécanique des fluides, ONSET cherchera à améliorer la récupération de l’énergie éolienne et l’efficacité des vols des véhicules aériens sans pilote, avec des implications significatives pour l’ingénierie et les sciences de l’environnement.
Objectif
A century of exhaustive turbulence research has allowed the development of a wide range of turbulence closure models, analytical parametrisations and scaling laws, which enter virtually all design and modelling protocols that involve high Reynolds number flows. Closer inspection, however, reveals that only two extreme and polar-opposite turbulence regimes have been well-understood and modelled. When turbulence is highly-strained and evolves rapidly, or when it is lowly-strained and evolves slowly. The in-between regime of intermediate strain, perhaps the most relevant for engineering and environmental applications, remains obscure.
This proposal is about developing and validating a theory for the intermediate-strain turbulence regime, based on the conjecture that it is governed by a universal flow-behaviour, termed rapid self-similarity, which combines elements from both the high- and low-strain regimes. The proposed investigation is based on three developments. First, the accumulation of evidence in the literature that intermediate-strain turbulence dynamics may accept an analytical description known as the new dissipation law. Second, the development of machine learning techniques which allow the extraction of physical insights directly from data. Third, the attainment of mature experimental and numerical simulation methods in fluid mechanics, capable of resolving the spatio-temporal properties of turbulent flows.
The impact of ONSET is potentially very high, as it will improve the understanding and modelling of a wide range of applications of engineering and environmental science connected to intermediate-strain turbulence. ONSET will demonstrate that by focusing on two example applications: improvement of wind energy harvesting via enhanced wind farm flow modelling, and increase of Unmanned Aerial Vehicle flight efficiency and duration, by making use of UAV group aerodynamics.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN.
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Programme(s)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thème(s)
Régime de financement
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsInstitution d’accueil
SW7 2AZ LONDON
Royaume-Uni