基于本征正交分解方法的一种振动壁面非定常流动控制机理研究

With the development of aircraft needs and flow control technology in recent years,people pay more and more attention on using and developing flow control technology in internal and external aviation fluid machinery .Compared with periodic blowing and suction and synthetic jet flow ,the vibration wall flow control method has the advantage of without external air road,lignt in weight and big potential of separation control.What' more,it has the advantage of not destroy of the original flow geometry on the uncontroled condition.This program introduce the proper orthogonal decomposition method,using the Fourier transform of it,establish the unsteady flow analysis method in terms of the vibration wall flow control method.Put the typical vibration wall flow control method in the large diffuser channel,use the large eddy simulation CFD technology to get detailed flow field information under different control parameters.Use the developed proper orthogonal decomposition method to analyse the flow field structure information in different mode,and get the mechanism and inherent law of this flow control method on suppressing subsonic flow separation in diffuser channel.

近年来随着航空器研制的需要和流动控制技术本身的进步，人们越来越注重在各种内流、外流航空流体机械中发展和利用流动控制技术。振动壁面流动控制方法相对周期性吹吸气、合成射流等控制方法，具有无外接气路、结构重量轻、控制分离潜力大等优点，更重要的是其具有在非控状态下不破坏原有流场几何形状的优点。本项目引入本征正交分解方法，通过对其进行傅里叶变换处理，建立一套针对典型振动壁面流动控制的非定常流动分析方法。将某典型振动壁面流动控制方法安置于大扩压通道内，采用大涡模拟CFD技术分析获得不同控制参数下扩压通道内的详细流场信息。运用发展了的本征正交分解分析方法对该振动壁面控制下的大扩压通道不同模态的流场结构信息加以分析研究，获得该控制方法对扩压通道内亚音速流动分离抑制的控制机理和内在规律。

近年来随着航空器研制的需要和流动控制技术本身的进步，人们越来越注重在各种内流、外流航空流体机械中发展和利用流动控制技术。振动壁面流动控制方法相对周期性吹吸气、合成射流等控制方法，具有无外接气路、结构重量轻、控制分离潜力大等优点，更重要的是其具有在无控制状态下不破坏原有流场几何形状的优点。本项目将某典型振动壁面流动控制方法安置于大扩压通道内，采用大涡模拟和动网格技术模拟了振动壁面与流场中涡系结构相互作用的过程，得到了该作用下扩压通道内的流场结构，并获得了不同控制参数对于流场总压损失的影响规律。此外，建立了一套针对振动壁面流动控制的本征正交分解分析方法并对该控制下的大扩压通道不同模态的流场结构信息及其控制机理加以分析研究。为了定量的衡量流场的有序度，引入了混沌学中的李雅谱诺夫指数。最后，在本征正交分解分析方法的基础上对其进行快速傅里叶变换，结果表明流场前三阶模态涡系结构与非定常激励会发生共振，从而实现流场的整流，减少流动损失。