采用大渦數(shù)值模擬方法模擬了發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)冷態(tài)流場(chǎng),連續(xù)計(jì)算100個(gè)周期,獲得了缸內(nèi)多循環(huán)流場(chǎng)數(shù)據(jù)庫(kù),模擬結(jié)果通過(guò)粒子圖像速度場(chǎng)測(cè)量技術(shù)（PIV）測(cè)量試驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證.然后,采用動(dòng)態(tài)模式分解（DMD）算法分析動(dòng)態(tài)非線性系統(tǒng)流場(chǎng)數(shù)據(jù)庫(kù),以識(shí)別其流動(dòng)特性.結(jié)果表明:DMD算法能夠有效識(shí)別缸內(nèi)渦團(tuán)脈動(dòng)頻率,提取對(duì)應(yīng)的流場(chǎng)結(jié)構(gòu),有利于發(fā)現(xiàn)在發(fā)動(dòng)機(jī)整個(gè)工作過(guò)程中具有大衰變率的不穩(wěn)定流場(chǎng)結(jié)構(gòu).此外,改進(jìn)的"稀疏化"DMD算法可有效地對(duì)最重要的流場(chǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行低維近似,這將有利于尋找影響和控制發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)流場(chǎng)動(dòng)態(tài)演化的方法. 

【文章來(lái)源】：內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào). 2020,38(05)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

滾流平面示意

著缸內(nèi)整體流動(dòng)形態(tài)．伴隨著活塞的下行，進(jìn)氣射流強(qiáng)度持續(xù)下降，缸內(nèi)整體流動(dòng)形態(tài)也從進(jìn)氣射流演化為大尺度滾流，該大尺度流動(dòng)特征一直延續(xù)到壓縮沖程階段．無(wú)論是較大尺度的整體運(yùn)動(dòng)形態(tài)，還是局部小尺度渦團(tuán)結(jié)構(gòu)，模擬結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比吻合，說(shuō)明采用的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)大渦模擬模型可以比較真實(shí)地再現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)流場(chǎng)．即計(jì)算得到的缸內(nèi)流場(chǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)可以用來(lái)進(jìn)行DMD算法后處理數(shù)據(jù)加工．DMD算法的特征值μ呈現(xiàn)復(fù)共軛特性，其分布在復(fù)數(shù)坐標(biāo)系平面單位圓附近．若某個(gè)特征值落在（a）缸體俯視（b）缸體剖面圖1滾流平面示意Fig.1Tumbleplane單位圓上，則說(shuō)明擁有該特征值的DMD模態(tài)所捕獲的那部分流場(chǎng)結(jié)構(gòu)處于穩(wěn)定狀態(tài)(其強(qiáng)度在整個(gè)流場(chǎng)演變過(guò)程中保持恒定，不會(huì)衰減或增大)，即特征值距離單位圓的距離可被認(rèn)為是各個(gè)DMD模態(tài)捕獲的流場(chǎng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的判據(jù)．在實(shí)際應(yīng)用中，常將復(fù)數(shù)特征值對(duì)數(shù)化處理，即log/2iiλ=μπΔt(11)其物理解釋為，特征值實(shí)部Re()iλ表示第i個(gè)DMD模態(tài)對(duì)應(yīng)的流場(chǎng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度耗散率或增長(zhǎng)率；特征值虛部Im()iλ表示流場(chǎng)結(jié)構(gòu)脈動(dòng)頻率．研究中共使用了連續(xù)100個(gè)周期的缸內(nèi)流場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行DMD算法處理，即在每個(gè)曲軸轉(zhuǎn)角時(shí)刻均可得到99個(gè)DMD模態(tài)．圖4為180°CAATDC時(shí)刻下的DMD模態(tài)特征值在復(fù)數(shù)坐標(biāo)平面內(nèi)的分布情況．大部分DMD模態(tài)捕獲的流場(chǎng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度近似處于（a）90°CAATDC（b）180°CAATDC（c）270°CAATDC圖2大渦模擬滾流速度場(chǎng)Fig.2LESvelocityfieldintumbleplane

刀允???恚??log/2iiλ=μπΔt(11)其物理解釋為，特征值實(shí)部Re()iλ表示第i個(gè)DMD模態(tài)對(duì)應(yīng)的流場(chǎng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度耗散率或增長(zhǎng)率；特征值虛部Im()iλ表示流場(chǎng)結(jié)構(gòu)脈動(dòng)頻率．研究中共使用了連續(xù)100個(gè)周期的缸內(nèi)流場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行DMD算法處理，即在每個(gè)曲軸轉(zhuǎn)角時(shí)刻均可得到99個(gè)DMD模態(tài)．圖4為180°CAATDC時(shí)刻下的DMD模態(tài)特征值在復(fù)數(shù)坐標(biāo)平面內(nèi)的分布情況．大部分DMD模態(tài)捕獲的流場(chǎng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度近似處于（a）90°CAATDC（b）180°CAATDC（c）270°CAATDC圖2大渦模擬滾流速度場(chǎng)Fig.2LESvelocityfieldintumbleplane


本文編號(hào)：3075489