流動過程控制和過流部件結(jié)構(gòu)優(yōu)化是實際工業(yè)設(shè)計過程中普遍存在的問題,由于需要在較短時間內(nèi)給出流場的計算結(jié)果,傳統(tǒng)的計算流體力學(xué)方法都難以應(yīng)用于這些領(lǐng)域。近年來提出的低階動力學(xué)模型可以在較短時間內(nèi)獲得流場的計算結(jié)果,是應(yīng)用于流動控制及結(jié)構(gòu)優(yōu)化的理想數(shù)值計算方法。因而,發(fā)展低階動力學(xué)模型算法具有重要意義。低階動力學(xué)模型(low dimension model:LDM)是一種降低系統(tǒng)自由度的方法,可以大大減小計算時間,其基本思想是,通過分析流動過程,提取出對流動起決定作用的基函數(shù),利用這些基函數(shù)的線性疊加近似描述流動過程。依據(jù)獲取流動過程基函數(shù)方式的不同,LDM又可以分為眾多類型,比如利用本征正交分解(proper orthogonal decomposition:POD)基、傅里葉基、泰勒級數(shù)基、多項式基等構(gòu)建的低階動力學(xué)模型。研究表明,POD基函數(shù)是所有基函數(shù)中能量收斂最快的正交基,利用POD基構(gòu)建低階動力學(xué)模型相比于其他基函數(shù)能更大程度地減小計算時間。因此,對基于POD基函數(shù)的低階動力學(xué)模型的研究具有重要意義。在已有的關(guān)于POD低階模型的研究中,主要針對的問題是單一的流動或傳熱問題,很少...

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【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1RBC系統(tǒng)示意圖，(a)方腔型(b)圓柱型

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文。除了單一的流動或傳熱問題，低階模型也被應(yīng)用于許多流動與傳熱相互對流問題中。熱對流是自然界中很常見的流動現(xiàn)象[34]，凡是存在溫度梯度的流動都可流運動，比如大氣、海洋的運動，工程應(yīng)用中過流部件的加熱、冷卻過程eigh-Benardconvectio....

圖1-2低階模型相空間演化特性與直接數(shù)值模擬結(jié)果的對比（a）等熵模型（b）全部基函數(shù)投影結(jié)果；紅色曲線為DNS結(jié)果

圖1-2低階模型相空間演化特性與直接數(shù)值模擬結(jié)果的對比（a）等熵模型（b）全部基函數(shù)投影結(jié)果；紅色曲線為DNS結(jié)果[79]圖1-2表明，低階模型在短時間內(nèi)可以很好地描述原系統(tǒng)的響應(yīng)特性，隨著時間的增加，誤差也在增加并漸漸趨于非物理解。同時，從相空間的結(jié)構(gòu)中可以看出流動....

圖1-3某一時刻下低階模型的渦量場計算結(jié)果和直接數(shù)值模擬結(jié)果的比較

低階模型相空間演化特性與直接數(shù)值模擬結(jié)果的對比（a）等熵模型（b）全部投影結(jié)果；紅色曲線為DNS結(jié)果[79]1-2表明，低階模型在短時間內(nèi)可以很好地描述原系統(tǒng)的響應(yīng)特性，加，誤差也在增加并漸漸趨于非物理解。同時，從相空間的結(jié)構(gòu)中可以在明顯的吸引域，且為準周期流動。iber....

圖1-4系統(tǒng)極限環(huán)的比較；+表示POD直接投影結(jié)果，實線為POD低階模型的計算結(jié)果

限環(huán)的比較；+表示POD直接投影結(jié)果，實線為POD低階模型

本文編號：3948630