谐波平衡法在非定常流场中的应用 |
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引用本文: | 陈琦,陈坚强,谢昱飞,袁先旭.谐波平衡法在非定常流场中的应用[J].航空学报,2014(3):736-743. |
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作者姓名: | 陈琦 陈坚强 谢昱飞 袁先旭 |
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作者单位: | 中国空气动力研究与发展中心空气动力学国家重点实验室;中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所; |
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基金项目: | 国家自然科学基金(11172315)~~ |
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摘 要: | 谐波平衡法(HBM)适用于模拟周期性非定常流场。求解这类问题时,只需要一个周期中几个等距时刻的流场解,即可重建整个周期流动的时间历程,计算效率较高;同时还采用谱算子精确求解流场变量对物理时间的导数项,保障了算法的计算精度。鉴于此,详细介绍了谐波平衡法的原理和实现过程,并给出了如何在现有计算程序下实现谐波平衡法的流程。取跨声速翼型和超声速钝锥两个周期性强迫俯仰振荡绕流为例,以双时间步方法为参考,对谐波平衡法的效率和精度作了详细的考核和分析。计算结果表明,谐波平衡法的内存消耗较大,谐波数NH=2时约为双时间步方法的4倍,但谐波平衡法取得与双时间步方法相近结果的计算时间仅为后者的1/5。因此,谐波平衡法是一种有应用前景的工程实用方法。对于长周期问题,谐波平衡法的优势更加明显。
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关 键 词: | 谐波平衡法 双时间步方法 非定常流动 强迫俯仰振荡 数值模拟 |
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