一种转捩位置预测方法技术

技术编号:41715927 阅读:27 留言:0更新日期:2024-06-19 12:43
本发明专利技术公开了一种转捩位置预测方法,涉及空气动力学领域,包括:获得能量系数矩阵和特征值;对转捩流场进行重构获得重构后的转捩流场,基于重构后的转捩流场获得特征模态的扰动能量沿流向的演化表达式;将重构后的转捩流场向上游延长至扰动起始位置,向下游延长至转捩结束位置;基于特征模态的扰动能量沿流向的演化表达式计算获得能量增长指数,当能量增长指数到达预设临界值时,流动发生转捩获得转捩起始位置;计算获得流向速度的扰动能量,基于流向速度的扰动能量和扰动起始位置计算获得转捩区长度和转捩结束位置,本方法能够解决传统方法仅能预测单个模态、仅能计算模态稳定性、过度依赖经验值和计算成本高的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及空气动力学领域,具体地,涉及一种转捩位置预测方法


技术介绍

1、转捩是从层流到湍流的过渡。高速转捩和流动稳定性是航空航天领域的重要流动问题,具有很高的科学/工程价值。随着流动状态的变化,表面摩阻和热流会发生突变,因此转捩的预测是飞行器气动性能和布局设计的关键。

2、自然转捩的后期流动具有很强的非线性效应,而在旁路转捩中,非线性效应主导了整个转捩过程,流动现象非常复杂。通过对流场进行模态分解,建立降阶模型,可使人们抓住流场中重要的物理机制和流动结构,为预测和控制转捩提供理论基础。对于复杂流动目前常用的模态分解方法是动力模态分解(dynamic mode decomposition, dmd)方法,利用分解得到的可以反映流场中重要相干结构的模态,可以建立描述相干结构相互作用以及动力学演化规律的降阶模型。该模态分解方法可以直接对实验数据或者数值模拟数据进行分析,而无需了解流动控制方程和边界条件。在利用dmd模态预测转捩时,主要问题是转捩判据,即能量增长指数 n的取值。

3、本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种转捩位置预测方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的一种转捩位置预测方法,其特征在于,所述步骤1具体包括:

3.根据权利要求2所述的一种转捩位置预测方法,其特征在于,所述步骤1还包括对特征模态的振幅进行优化处理,处理方式为:

4.根据权利要求1所述的一种转捩位置预测方法,其特征在于,n种特征模态下重构后的转捩流场表示为:

5.根据权利要求1所述的一种转捩位置预测方法,其特征在于,特征模态的扰动能量E(x)沿流向的演化表达式为:

6.根据权利要求1所述的一种转捩位置预测方法,其特征在于,能量增长指数N的计...

【技术特征摘要】

1.一种转捩位置预测方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的一种转捩位置预测方法,其特征在于,所述步骤1具体包括:

3.根据权利要求2所述的一种转捩位置预测方法,其特征在于,所述步骤1还包括对特征模态的振幅进行优化处理,处理方式为:

4.根据权利要求1所述的一种转捩位置预测方法,其特征在于,n种特征...

【专利技术属性】
技术研发人员:傅亚陆余明周清清李博袁先旭
申请(专利权)人:中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所
类型:发明
国别省市:

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