非平稳流场瞬时动力模态分解方法及验证

【作者】 李孝检； 李金洋； 徐连超； 赵祎佳； 赵明； 刘正先；

【机构】 天津大学机械工程学院力学系； 车用动力系统全国重点实验室； 天津商业大学机械工程学院新能源科学与工程系；

【摘要】 动力模态分解(Dynamic Mode Decomposition, DMD)是一种高效的流场降阶模型,广泛应用于复杂非定常流场关键流动结构的提取。但传统DMD在处理非平稳流场时凸显出两个局限性:无法准确描述非平稳模态的演化规律,可能忽漏某些初始值小但具有增长潜力的关键模态。为此,基于Moore-Penrose伪逆推导了改进的模态时间系数,同时定义了新的模态选取准则,形成了瞬时动力模态分解(Instantaneous DMD, IDMD)方法。采用典型解析函数、圆柱绕流、凸台热羽流和压气机失速流场对IDMD方法进行验证。结果表明:IDMD方法可以识别非平稳流场的关键模态,即使具有微小的初始幅值;同时可以准确描述非平稳模态的演变规律,包括指数型、对数型、线性及其他复杂的演化规律。IDMD为非平稳流场分析提供了一种高效的新方法。更多还原