动力学模态分解和本征正交分解对圆柱绕流稳定性的分析 被引量：25

1

作者 叶坤 武洁 +1 位作者 叶正寅 屈展 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期599-607,共9页

对雷诺数Re=100下的圆柱绕流非定常流场进行数值模拟,分别采用DMD方法和POD方法对圆柱绕流卡门涡街发展过程中的不稳定平衡阶段、过渡阶段以及稳定极限环阶段进行稳定性分析。分析结果表明:DMD方法准确地提取了不稳定平衡阶段和过渡阶... 对雷诺数Re=100下的圆柱绕流非定常流场进行数值模拟,分别采用DMD方法和POD方法对圆柱绕流卡门涡街发展过程中的不稳定平衡阶段、过渡阶段以及稳定极限环阶段进行稳定性分析。分析结果表明:DMD方法准确地提取了不稳定平衡阶段和过渡阶段中的不稳定模态以及频率,在稳定极限环阶段准确提取了脱落涡模态及其高阶谐波模态和频率。DMD方法不仅可以高效提取主要流场结构模态和频率,且可分析相应模态的稳定性,从而得到动力学系统在时间和空间上的主要特征。POD方法中较少的模态包含流场绝大部分的能量,通过对模态系数进行FFT分析,可得到模态频率,但有时会存在多个频率耦合的模态,且POD方法无法判断所提取模态的稳定性,因此,POD方法主要得到的是动力学系统在空间上的主要特征。另外,DMD方法对流动类型范围的适用性更广。因此,在对复杂动力学系统进行稳定性分析时,DMD方法更具有优势。 展开更多

关键词 动力学模态分解 本征正交分解 圆柱绕流 卡门涡街 稳定性分析

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本征正交分解用于屋盖风振分析的模态截断准则 被引量：1

2

作者 李小康 倪振华 谢壮宁 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第3期274-279,共6页

提出一种基于节点方差比用于风力场重建的模态截断准则。所定义的方差比刻画了各个节点上的脉动风力方差的近似程度。方差比的收敛速度不仅取决于本征特征值而且取决于节点的位置。另外,提出以方差补偿技术改善风致响应计算精度。根据... 提出一种基于节点方差比用于风力场重建的模态截断准则。所定义的方差比刻画了各个节点上的脉动风力方差的近似程度。方差比的收敛速度不仅取决于本征特征值而且取决于节点的位置。另外,提出以方差补偿技术改善风致响应计算精度。根据风洞试验和高频压力积分技术得到的风荷载,应用所提出的模态截断准则和方差补充技术重建了一球壳屋盖的风力场,讨论了新的模态截断准则在确定屋盖结构风致响应中的有效性。 展开更多

关键词 本征正交分解 方差比 模态截断准则 方差补偿技术 球壳屋盖

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基于本征正交分解和动态模态分解的尾涡激振现象瞬态过程的模态分析 被引量：18

3

作者 谢海润 吴亚东 +1 位作者 欧阳华 王安正 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期176-185,共10页

尾涡激振是气动弹性领域的一种常见现象,在上游尾迹的气动激励下会导致流场中结构的强迫振动,该现象会危及被激励结构的完整性和疲劳寿命.本文使用圆柱/叶片的近似模型研究尾涡激振问题.该模型中的圆柱位于上游均匀来流,能够产生特定频... 尾涡激振是气动弹性领域的一种常见现象,在上游尾迹的气动激励下会导致流场中结构的强迫振动,该现象会危及被激励结构的完整性和疲劳寿命.本文使用圆柱/叶片的近似模型研究尾涡激振问题.该模型中的圆柱位于上游均匀来流,能够产生特定频率的卡门涡街;叶片位于流场下游,受到圆柱尾迹所施加的持续脉动激励,产生强迫振动.针对尾涡激励的近似模型,通过基于Fluent的二维数值计算,模拟了上游圆柱的脱落涡以及叶片从固定到以本身自然频率振动的瞬态过程,从而提供了流场变化过程的详细信息.基于非定常瞬态结果,采用本征正交分解(POD)和动态模态分解(DMD)分析方法,通过分解与重构叶片附近流场的压力场,提取模态频率及其变化过程,得到了尾涡激振现象的主要流动特征.通过对比两种模态分析结果发现,POD重构在残差处理方面有较大的优势,而DMD在单一频率模态的提取以及变化情况的分析方面更有优势. 展开更多

关键词 尾涡激振 瞬态过程 本征正交分解 动态模态分解

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不同模态分解方法在风力机尾迹蜿蜒分析中的适用性研究

4

作者 王燕 赵桂花 +1 位作者 刘国良 李晔 《农业工程学报》 北大核心 2025年第8期211-221,共11页

为了研究不同模态分解方法在风力机尾迹蜿蜒分析中的适用性问题,该研究采用基于致动线模型的大涡模拟方法对NREL 5.0 MW风力机的尾迹进行数值模拟,分别以本征正交分解方法(proper orthogonal decomposition,POD)、谱本征正交分解方法(sp... 为了研究不同模态分解方法在风力机尾迹蜿蜒分析中的适用性问题,该研究采用基于致动线模型的大涡模拟方法对NREL 5.0 MW风力机的尾迹进行数值模拟,分别以本征正交分解方法(proper orthogonal decomposition,POD)、谱本征正交分解方法(spectral proper orthogonal decomposition,SPOD)和动态模态分解方法(dynamic modal decomposition,DMD)对尾迹结构的流动特征进行了提取与对比分析。结果表明:三种方法均能有效提取尾迹结构并进行低维重构。POD具有最快的收敛速度和更高的流场重构效率,适用于高效构建低阶的流场数据集。使用前85阶模态进行重构时,其误差为8.43%,而使用前314阶模态时,误差降低至5.54%;SPOD可以提取尾迹流场中具有频率信息且在空间上相互正交的稳定模态,在特征频率0.0156 Hz处能量集中度最高,主导模态能量占比超50%,适合分析具有明显时频特性的流动现象。SPOD使用前85阶模态重构时误差为8.38%,前314阶模态重构时误差为8.40%。DMD算法提取的尾迹结构具有明确的频率、增长率等信息,适用于主频结构的特性分析,DMD重构误差与POD相当,前85阶模态重构误差为8.44%,前314阶模态重构误差为5.57%。该研究可为尾迹蜿蜒特性分析中选取更优更适合的方法提供理论指导,也为其他流动结构的模态分析提供参考。 展开更多

关键词 尾迹蜿蜒 本征正交分解 谱本征正交分解 动态模态分解

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基于模态分解的转静干涉平面叶栅非定常流场时空分布分析

5

作者 周向鑫 李滕 +3 位作者 杨维建 林永康 张涛 姚建尧 《应用数学和力学》 北大核心 2025年第2期223-240,共18页

由转静干涉引起的非定常流动是造成叶片/叶盘强迫响应的主要激励来源,更加准确和全面地表征转静干涉非定常流场的时空分布特征对流固耦合振动分析具有重要的意义,利用本征正交分解(POD)和动力学模态分解(DMD)等模态分析方法可以有效地... 由转静干涉引起的非定常流动是造成叶片/叶盘强迫响应的主要激励来源,更加准确和全面地表征转静干涉非定常流场的时空分布特征对流固耦合振动分析具有重要的意义,利用本征正交分解(POD)和动力学模态分解(DMD)等模态分析方法可以有效地从复杂流动系统中识别和提取激励成分.该文以典型的1.5级涡轮平面叶栅为例,采用POD方法和DMD方法获得二维转静干涉流场的流动模态和时间系数,对叶片通道流场的时空分布特性进行分析.结果表明:两种模态分解方法均能有效辨识流动特征,实现流场的合理减缩.利用模态能量排序的POD方法可以准确识别占据流场主导地位的流动结构;而基于频率特征的DMD方法可以快速识别流场中各阶模态对应的激振频率和激励阶次.模态分解方法相较于传统FFT方法,不受采样位置的影响,兼顾全场流动识别和局部特征分析,可为叶轮机械非定常激励耦合振动快速分析提供帮助. 展开更多

关键词 瞬态流场 本征正交分解 动力学模态分解 转静干涉 非定常激励

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基于本征正交分解的缸内流场仿真校核方法探究 被引量：2

6

作者 顾鹏 葛鹏辉 许敏 《车用发动机》 北大核心 2018年第3期1-7,共7页

由于直喷式发动机缸内流场具有高湍流和循环变动等特性,因此,发动机三维模型的流场校核显得尤为重要。基于某光学发动机,利用高速粒子图像测速,对发动机缸内流场进行采集,同时利用大涡模拟对其进行三维建模仿真计算,将试验结果用于发动... 由于直喷式发动机缸内流场具有高湍流和循环变动等特性,因此,发动机三维模型的流场校核显得尤为重要。基于某光学发动机,利用高速粒子图像测速,对发动机缸内流场进行采集,同时利用大涡模拟对其进行三维建模仿真计算,将试验结果用于发动机模型的校核。并基于本征正交分解的方法,提取主要模态,分别从模态和能量的角度,全面对流场进行校核。在校核的基础上,分析了发动机的特征模态和循环变动。通过分析主要模态能量系数的波动,阐述包含大部分能量的流场和局部小涡团上分别的特征差异,提出了基于模态相关性系数的缸内流场仿真校核方法,通过相关性系数体现试验和仿真的主要流场模态占混合本征正交分解的流场模态的权重,进而显示了试验和仿真结果的客观差异,对流场校核的全面性进行了补充。 展开更多

关键词 本征正交分解 大涡模拟 流场 汽油机 模态 相关性

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基于动态模态分解的叶道涡非定常解耦与重构 被引量：7

7

作者 童哲铭 辛佳格 童水光 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期769-776,共8页

为进一步探索混流式水轮机偏负荷工况下叶道涡的演变机制,引入动态模态分解方法并结合数值模拟与实验对水轮机叶道涡的非定常流场进行相干结构的解耦。数值结果表明,叶道涡呈低频特性,演化的主频为0.5倍水轮机转频;涡管状叶道涡空腔起... 为进一步探索混流式水轮机偏负荷工况下叶道涡的演变机制,引入动态模态分解方法并结合数值模拟与实验对水轮机叶道涡的非定常流场进行相干结构的解耦。数值结果表明,叶道涡呈低频特性,演化的主频为0.5倍水轮机转频;涡管状叶道涡空腔起源于叶轮上冠,并与叶片背面的片状涡连为一体。应用动态模态分解方法获得了叶道涡速度场的动态模态,并将该方法与本征正交分解方法进行了对比。结果表明,动态模态分解方法在特定频率下对叶道涡流动结构进行分解可得单倍频率特征,更便于进行相干结构的流动机理分析。两种方法都可在平均流态和主要模态的基础上对水轮机速度场流动结构进行降阶重构,但对局部复杂叶道涡区域的重构存在局限性。 展开更多

关键词 叶道涡 动态模态分解 本征正交分解 相干结构 重构

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激流丝扰动下回转体边界层流动转捩的模态特征

8

作者 赵祎佳 肖加兵 +2 位作者 刘建华 李孝检 赵明 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期59-67,共9页

水下航行体首部边界层转捩会产生较强的噪声,严重影响其通信及探测性能。为探明诱发水动力噪声的主要流动结构,本文以SUBOFF缩比模型为研究对象,采用高速水洞实验及大涡模拟方法,获得激流丝扰动下的水下回转体边界层流场。研究发现:边... 水下航行体首部边界层转捩会产生较强的噪声,严重影响其通信及探测性能。为探明诱发水动力噪声的主要流动结构,本文以SUBOFF缩比模型为研究对象,采用高速水洞实验及大涡模拟方法,获得激流丝扰动下的水下回转体边界层流场。研究发现:边界层内流动在激流丝下游形成分离泡,在分离泡中后部发生转捩,诱发了大量多尺度非定常涡系。采用本征正交分解方法研究了边界层转捩区流向、法向速度脉动及压力脉动的模态特征,发现流向速度脉动的主导模态是分离泡及其沿流向的破碎和下游流向涡,其中分离泡区域流向速度脉动为低于3000 Hz的复合频率,下游流向涡为低于200 Hz的低频结构。法向速度脉动与压力脉动模态特征相似,都呈现出高频、宽频脉动特征,在分离泡附近强度最大。由此推测,分离泡及其破碎是边界层转捩的主要诱因,其诱发的法向速度脉动是产生高/宽频噪声的主要原因,流向速度脉动仅与低频噪声有关。 展开更多

关键词 水下回转体 激流丝 大涡模拟 本征正交分解 模态特征

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低比转数离心泵叶轮内流场重构与模态分析 被引量：4

9

作者 张人会 陈学炳 +1 位作者 郭广强 李仁年 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期143-149,共7页

针对传统离心泵水力性能优化设计的复杂性,提出采用本征正交分解-径向基函数(POD-RBF)混合代理模型方法对离心泵叶轮内流场进行重构分析。由三次Bezier曲线对低比转数离心泵二维叶片型线进行参数化控制,通过对叶片包角、进出口安放角等... 针对传统离心泵水力性能优化设计的复杂性,提出采用本征正交分解-径向基函数(POD-RBF)混合代理模型方法对离心泵叶轮内流场进行重构分析。由三次Bezier曲线对低比转数离心泵二维叶片型线进行参数化控制,通过对叶片包角、进出口安放角等控制参数进行适量的扰动得到叶片型线的样本集。由叶片型线参数及叶轮CFD内流场数据构成样本的快照矢量集,根据几何相似及网格变形方法插值得到各相似节点的流场参数,依据本征正交分解法(POD)将快照集分解为一系列正交基的线性组合。由径向基函数(RBF)拟合目标叶型所对应的正交基系数,实现了对目标叶轮内流场的重构。采用POD-RBF方法对MH48-12. 5型低比转数离心泵叶轮内流场进行了重构,其压力预测均方根误差为0. 84%,速度预测误差基本在0. 5 m/s以内,流场预测所需时间约为CFD计算的1/240。对样本集进行POD基模态分析,得到了各阶基模态流场特征及能量分布特性。 展开更多

关键词 离心泵 叶轮 本征正交分解法 径向基函数 优化设计 模态分析

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铁路道砟形态特征的统计分析与几何重构 被引量：3

10

作者 肖军华 郭佳奇 +1 位作者 张德 薛立华 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期1758-1769,共12页

道砟颗粒几何形态特征对其力学特性影响显著。为了量化研究铁路道砟形态特征,以真实的铁路一级碎石道砟颗粒为例,采用3D激光扫描获取道砟颗粒点云数据,引入道砟整体形态特征指标(长轴、中轴、短轴、球度指数),提出道砟局部形态特征指标... 道砟颗粒几何形态特征对其力学特性影响显著。为了量化研究铁路道砟形态特征,以真实的铁路一级碎石道砟颗粒为例,采用3D激光扫描获取道砟颗粒点云数据,引入道砟整体形态特征指标(长轴、中轴、短轴、球度指数),提出道砟局部形态特征指标(曲率指数),统计并建立上述整体和局部形态特征指标的概率密度分布函数。在此基础上,基于本征正交分解(POD)及径向基(RBF)神经网络提出了基于颗粒形态指标概率密度分布的道砟样本的重生成算法,重构道砟颗粒样本库。采用上述重生成算法分别重构了600及4000个颗粒道砟,结果表明:重构道砟样本形态特征指标的统计分布结果均与真实扫描试样结果接近,证明该方法能够快速实现基于颗粒形态指标概率密度分布的任意数量道砟样本的建立。 展开更多

关键词 道砟形态特征 曲率指数 本征正交分解 径向基神经网络 道砟重生成

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压气机叶栅非定常分离流动的模态分解方法对比研究 被引量：6

11

作者 胡佳伟 王掩刚 +2 位作者 刘汉儒 陈为雄 徐永 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期121-129,共9页

以某高负荷压气机叶栅为研究对象,应用模态分解方法研究叶栅附面层分离所产生的旋涡结构形式和波动频率特征,获得了叶栅非定常流动的主导模态和动态行为,探讨了3种模态分解方法(本征正交分解(POD)、动态模态分解(DMD)和谱本征正交分解(S... 以某高负荷压气机叶栅为研究对象,应用模态分解方法研究叶栅附面层分离所产生的旋涡结构形式和波动频率特征,获得了叶栅非定常流动的主导模态和动态行为,探讨了3种模态分解方法(本征正交分解(POD)、动态模态分解(DMD)和谱本征正交分解(SPOD))在叶栅流动特征识别的差异性。研究结果表明:①POD方法准确提取叶栅分离流动主要空间结构,但模态系数存在多频率耦合问题,导致对于叶栅流动的主导模态特征无法清晰识别;②标准DMD方法可以获得叶栅流动时空单频模态,及其增长率和频率,但是该方法捕捉到流场大衰减率的大振幅次优模态,未能获得高频相干结构,导致无法用有限的模态数得到主导特征;③基于谱特征的SPOD方法能够获得时空单频模态,且不存在模态筛选问题,谱估计方法的使用降低了对数值噪声的敏感性,同时该方法获得了叶栅流动的低秩行为,有助于增强对叶栅流动机理的理解。因此,对高负荷压气机叶栅分离流动进行模态分析时,SPOD方法更具优势。 展开更多

关键词 本征正交分解 动态模态分解 谱本征正交分解 单频模态 叶栅流动机理

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结构统计能量分析子系统自动识别方法研究

12

作者 陈强 丁勇军 +1 位作者 张大海 费庆国 《振动工程学报》 北大核心 2025年第7期1465-1473,共9页

统计能量分析是研究结构高频动力学响应的常用方法,合理划分子系统是开展统计能量分析的关键基础。本文发展了一种基于模态能量密度和层次聚类分析的统计能量分析子系统自动识别方法。通过离散化有限元模型获取结构在高频段的模态能量密... 统计能量分析是研究结构高频动力学响应的常用方法,合理划分子系统是开展统计能量分析的关键基础。本文发展了一种基于模态能量密度和层次聚类分析的统计能量分析子系统自动识别方法。通过离散化有限元模型获取结构在高频段的模态能量密度,通过本征正交分解提取模态能量密度的主要特征;基于层次聚类算法分析不同单元间模态能量密度的相似程度,最终获得统计能量分析子系统最优数量及其对应单元。针对T型结构、工型结构、发动机燃烧室开展算例研究验证方法的有效性,结果表明:该方法可以自动识别各部件间耦合关系、子系统数量及对应单元,高效精确地建立统计能量分析模型。 展开更多

关键词 统计能量分析 模态能量 子系统识别 层次聚类分析 本征正交分解

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基于POD法控制模态选择的大跨屋盖结构风致动力响应分析 被引量：4

13

作者 章李刚 楼文娟 黄铭枫 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期1599-1604,共6页

为了提高大跨度屋盖结构风致动力响应频域分析的计算效率,提出先挑选控制模态再进行风致响应有效计算的"二步法"过程.将本征正交分解(POD)法和模态叠加法相结合,建立风荷载作用下大跨屋盖结构各阶模态响应的快速估算方法,并... 为了提高大跨度屋盖结构风致动力响应频域分析的计算效率,提出先挑选控制模态再进行风致响应有效计算的"二步法"过程.将本征正交分解(POD)法和模态叠加法相结合,建立风荷载作用下大跨屋盖结构各阶模态响应的快速估算方法,并以估算结果作为衡量准则进行控制模态的挑选;在经过挑选得到控制模态后,采用考虑了荷载空间分布相关性和广义风荷载谱中虚部成分的精确完全二次项组合方法(ACQC)进行风致响应的有效计算.将该方法运用于某大型火车站站台屋盖结构,计算表明:在采用相同的模态参与阶数的条件下,本方法得到的风致响应结果具有更高的精确性和更快的收敛性. 展开更多

关键词 大跨度屋盖结构 频域分析 振动模态选择 模态叠加法 本征正交分解 ACQC

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煤油值班火焰和组合钝体氢火焰燃烧动态特性试验

14

作者 过蒙蒙 霍伟业 +2 位作者 林宇震 王柏森 王禹澎 《航空发动机》 北大核心 2025年第4期97-105,共9页

为了探究氢燃料在加力燃烧室中的应用前景,以氢燃料间冷发动机为研究对象,开展了(0.2~0.64 kg/s)空气流量下,煤油值班火焰和组合钝体氢火焰的燃烧动态特性研究。在试验过程中,保持煤油和氢气的热功率相同,测量了模型加力燃烧室内煤油火... 为了探究氢燃料在加力燃烧室中的应用前景,以氢燃料间冷发动机为研究对象,开展了(0.2~0.64 kg/s)空气流量下,煤油值班火焰和组合钝体氢火焰的燃烧动态特性研究。在试验过程中,保持煤油和氢气的热功率相同,测量了模型加力燃烧室内煤油火焰和氢火焰的动态压力信号和火焰图像信号,利用快速傅里叶变换、经验模态分解和相空间重构对动态压力进行了分析,同时运用本征正交分解对煤油火焰和氢气火焰的OH^(*)图像进行了分析。结果表明:从动压频谱分析可知,随着空气流量的增大,煤油燃烧动压在不断提高,氢气燃烧动压先提高后保持稳定;在相同工况下,煤油的燃烧动压总是高于氢气的;从相空间图分析可知,煤油和氢气的相空间轨迹未形成极限环,但大部分轨迹比较规则有序,从而呈现间歇振荡状态;从本征正交分解结果分析可知,煤油和氢气火焰振荡形态随空气流量变化而发生显著变化,氢气释热率主要受单一火焰振荡形态所主导,而煤油释热率受多种火焰振荡形态共同作用。 展开更多

关键词 值班火焰 钝体稳定器 氢气燃烧 本征正交分解 经验模态分解 相空间重构 航空发动机

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低速翼型绕流的多模态耦合与流动稳定性研究 被引量：3

15

作者 康伟 代向艳 刘凝 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期382-387,共6页

采用非线性动力学理论对翼型绕流的多模态耦合机制进行研究,并阐释模态耦合作用与流动稳定性的关系。通过特征线有限元方法对翼型绕流问题进行数值计算,建立非定常流场数据库。为了分析流动稳定性和流动特征,利用本征正交分解提取流场... 采用非线性动力学理论对翼型绕流的多模态耦合机制进行研究,并阐释模态耦合作用与流动稳定性的关系。通过特征线有限元方法对翼型绕流问题进行数值计算,建立非定常流场数据库。为了分析流动稳定性和流动特征,利用本征正交分解提取流场中的特征模态,从而分析翼型绕流非定常流场的特征模态之间的相互作用关系,并给出了非线性流体动力系统中的不同模态作用与流动稳定性的关系。 展开更多

关键词 翼型绕流 本征正交分解 非线性动力学 模态耦合 流动稳定性

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合成射流激励器流场PIV实验及模态分析 被引量：4

16

作者 叶志贤 方元祺 +3 位作者 邹建锋 王高峰 石兴 郑耀 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期258-271,共14页

为了获得合成射流激励器流场细节特性,优化合成射流流动控制系统,对于静止流场中的合成射流激励器,通过位移传感器、热线风速仪和时间分辨粒子图像测速(TR-PIV)系统,对激励器时间响应和特定工况下的流场特性进行研究,并针对TR-PIV得到... 为了获得合成射流激励器流场细节特性,优化合成射流流动控制系统,对于静止流场中的合成射流激励器,通过位移传感器、热线风速仪和时间分辨粒子图像测速(TR-PIV)系统,对激励器时间响应和特定工况下的流场特性进行研究,并针对TR-PIV得到的流场快照运用本征正交分解(POD)和动力学模态分解(DMD)进行模态分析。通过自定义POD和DMD的初值贡献模态和时间系数将两种分析模型标准化并对比,选取前七阶POD模态和前四阶DMD模态进行流场还原,成功表征了原流场的主要信息,表明运用POD和DMD方法进行的降阶过程在合成射流研究中的适用性,降阶模型可以有效指导和简化合成射流流动控制流场的分析过程。 展开更多

关键词 合成射流 相位延迟 粒子图像测速 本征正交分解 动力学模态分解

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贫燃预混旋流火焰的模态转换燃烧不稳定特性分析 被引量：9

17

作者 马静 郭志辉 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期1072-1081,共10页

为进一步研究燃烧室燃烧不稳定特性,通过实验对贫燃预混旋流火焰的燃烧不稳定性模态转换现象进行了研究。在贫燃的情况下进行了甲烷-空气预混旋流燃烧实验,用动态压力传感器测量火焰场动态压力,用光电倍增管捕捉CH~*化学发光,用4kHz频... 为进一步研究燃烧室燃烧不稳定特性,通过实验对贫燃预混旋流火焰的燃烧不稳定性模态转换现象进行了研究。在贫燃的情况下进行了甲烷-空气预混旋流燃烧实验,用动态压力传感器测量火焰场动态压力,用光电倍增管捕捉CH~*化学发光,用4kHz频率的高速摄像记录火焰图像。发现当量比渐增到0.72附近时,燃烧有明显的模态转换,压力脉动主频由264Hz突变为187Hz,脉动幅值大幅增加。采用本征正交分解法得到各模式空间分布,通过模态系数进行快速傅里叶变换(FFT)分析,得到流场时间分布特征。发现模态转换前平均火焰为喇叭形,转换后为"M"型,模态的转换与涡脱落模式有重要关系。 展开更多

关键词 燃烧不稳定性 旋流火焰 模态转换 本征正交分解法 燃烧室

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湍流风速谱有效模态的POD分析法

18

作者 刘哲 《土木建筑与环境工程》 CSCD 北大核心 2014年第6期14-21,共8页

大跨度桥梁和极端天气的出现,使得桥梁的抖振问题备受关注。然而抖振分析的最重要参数之一是风速谱,传统的抖振分析方法认为所有频率的风速会激发桥梁的抖振响应,针对此问题本文提出了基于本征正交分解(Proper Orthogonal Decomposition... 大跨度桥梁和极端天气的出现,使得桥梁的抖振问题备受关注。然而抖振分析的最重要参数之一是风速谱,传统的抖振分析方法认为所有频率的风速会激发桥梁的抖振响应,针对此问题本文提出了基于本征正交分解(Proper Orthogonal Decomposition)方法对风速谱分解。以某斜拉桥为算例通过对风速谱的分解研究了其有效参与模态对桥梁抖振的贡献。研究发现并不是所有频率的风速谱会激发桥梁的抖振响应,其响应与结构的自振模态和风速谱的有效湍流参与系数有关。 展开更多

关键词 本征正交分解 抖振 湍流 有效模态 风速谱

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基于Q-POD的脉动背压下压气机流场特性

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作者 陈雪康 施新 胡晨星 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期334-342,共9页

针对一台自由活塞发动机(FPEG)匹配的电动压气机,研究了脉动背压条件下压气机的瞬态特性,并将脉动背压和稳定背压工况进行对比,揭示了压气机内部不同形成机理的非定常特征.采用四重本征正交模态分解(Q-POD)法,对压气机非定常流场进行了... 针对一台自由活塞发动机(FPEG)匹配的电动压气机,研究了脉动背压条件下压气机的瞬态特性,并将脉动背压和稳定背压工况进行对比,揭示了压气机内部不同形成机理的非定常特征.采用四重本征正交模态分解(Q-POD)法,对压气机非定常流场进行了降阶重构.基于局部熵产率,对分解后的四重流场结构逐一分析,量化并定位了压气机非定常流动中的不可逆损失.结果表明:有/无脉动背压的熵产差异在叶轮中接近17%,在压壳中仅为1%.叶轮中的大尺度结构扰动耗散熵产占主导,扩压器中直接湍流耗散熵产占比超过92%.脉动背压通过改变压气机中大尺度相干结构进而影响瞬时流场结构.大尺度涡结构在环形通道内周向发展是造成扩压器中不可逆损失的主要因素. 展开更多

关键词 压气机 脉动背压 四重本征正交模态分解 不可逆损失 熵产

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基于POD/DMD降阶模型的离心泵蜗壳内非稳态流动分析

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作者 申正精 马登学 +2 位作者 李仁年 韩伟 赵伟国 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期1974-1982,共9页

为深入研究离心泵蜗壳内非线性耦合流动的本质流动特征,本文以一单级单吸式离心泵蜗壳为研究对象,分别采用本征正交分解和动态模态分解2种降阶模型对蜗壳内非定常流场数据进行模态分析,获取流场主导流动结构,并对原流场进行重构。研究发... 为深入研究离心泵蜗壳内非线性耦合流动的本质流动特征,本文以一单级单吸式离心泵蜗壳为研究对象,分别采用本征正交分解和动态模态分解2种降阶模型对蜗壳内非定常流场数据进行模态分析,获取流场主导流动结构,并对原流场进行重构。研究发现:蜗壳内流结构主要由速度正负交错,并且周期性特征与叶频及其倍频相关的成对涡旋组成。本征正交分解和动态模态分解方法均可以捕捉流场主要流动结构,并对原流场进行准确还原,两者重构流场与原流场的均方根误差均在0.4%以内。尽管本征正交分解方法在重构流场时整体均方根误差更小,但无法获取单频率流动结构,而动态模态分解方法可以获得不同频率流动结构对流场的贡献,从而捕捉到复杂流场中的不稳定模态。研究成果可以为增强离心泵全局流动的认知、关键水力部件优化设计及发展主/被动流动控制提供理论参考。 展开更多

关键词 离心泵 非定常流动 本征正交分解 动态模态分解 蜗壳 数据驱动 流场重构 降阶模型

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