谐波平衡法在非定常流场中的应用

作者：陈琦; 陈坚强; 谢昱飞; 袁先旭

来源：航空学报, 2013, (03): 736-743.

• 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 harmonic balance method
• dual time stepping method
• unsteady flow
• forced pitching motion
• numerical simulation

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...

• 出版日期2013-7-29
• 单位中国空气动力研究与发展中心