諧波平衡法在周期性非定常問題中的應(yīng)用研究.pdf

1、諧波平衡法是近年來數(shù)值模擬非定常流動(dòng)所發(fā)展的頻域計(jì)算方法，是傳統(tǒng)時(shí)域計(jì)算方法之外的另一種方法。該方法以傅里葉級(jí)數(shù)展開為基礎(chǔ)，將非定常流動(dòng)轉(zhuǎn)化為幾個(gè)時(shí)刻的“定?！绷鲃?dòng)耦合求解，并通過重建得到整個(gè)非定常流動(dòng)過程。
　　本文從諧波平衡法的理論出發(fā)，推導(dǎo)三維 RANS方程的諧波平衡方程。采用諧波平衡法數(shù)值求解了不同邊界條件下的一維波動(dòng)方程和Burgers方程，驗(yàn)證諧波平衡法的可行性和有效性，結(jié)果表明：邊界條件、振幅、頻率和網(wǎng)格密度對(duì)求解都

2、會(huì)產(chǎn)生影響；流場(chǎng)中存在間斷時(shí)，計(jì)算需要足夠多的諧波才能達(dá)到精度要求。數(shù)值模擬HBS模型在不同參數(shù)下的強(qiáng)迫俯仰振動(dòng)，詳細(xì)考察諧波平衡法的計(jì)算精度、效率和內(nèi)存需求。結(jié)果表明：諧波平衡法特別適用于中小振幅下的非定常流動(dòng)計(jì)算，且計(jì)算時(shí)間受減縮頻率影響較小，和時(shí)域方法相比，諧波平衡法數(shù)值模擬長(zhǎng)周期問題優(yōu)勢(shì)明顯。
　　基于 Etkin非定常氣動(dòng)力模型，將諧波平衡法應(yīng)用于動(dòng)導(dǎo)數(shù)辨識(shí)，給出 HBS模型小振幅強(qiáng)迫俯仰振動(dòng)下的動(dòng)導(dǎo)數(shù)計(jì)算結(jié)果。計(jì)算表明