諧波平衡法在周期性非定常問題中的應用研究.pdf

1、諧波平衡法是近年來數(shù)值模擬非定常流動所發(fā)展的頻域計算方法，是傳統(tǒng)時域計算方法之外的另一種方法。該方法以傅里葉級數(shù)展開為基礎，將非定常流動轉(zhuǎn)化為幾個時刻的“定?！绷鲃玉詈锨蠼?，并通過重建得到整個非定常流動過程。
　　本文從諧波平衡法的理論出發(fā)，推導三維 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方程和Burgers方程，驗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)格密度對求解都

2、會產(chǎn)生影響；流場中存在間斷時，計算需要足夠多的諧波才能達到精度要求。數(shù)值模擬HBS模型在不同參數(shù)下的強迫俯仰振動，詳細考察諧波平衡法的計算精度、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計算，且計算時間受減縮頻率影響較小，和時域方法相比，諧波平衡法數(shù)值模擬長周期問題優(yōu)勢明顯。
　　基于 Etkin非定常氣動力模型，將諧波平衡法應用于動導數(shù)辨識，給出 HBS模型小振幅強迫俯仰振動下的動導數(shù)計算結(jié)果。計算表明