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楔形體入水砰擊問題研究與流場結(jié)構(gòu)演變的POD分析
關(guān)鍵詞：楔形體 入水砰擊 vof 重疊網(wǎng)格 pod
摘要：為了研究結(jié)構(gòu)物入水砰擊現(xiàn)象,以楔形體為研究對(duì)象,進(jìn)行垂直入水砰擊試驗(yàn),采用時(shí)間分辨的粒子圖像測速技術(shù)(TR-PIV)對(duì)楔形體入水砰擊流場進(jìn)行了細(xì)致的測量,同時(shí)應(yīng)用流體體積函數(shù)法(VOF)和重疊網(wǎng)格技術(shù)對(duì)這一物理現(xiàn)象進(jìn)行了相應(yīng)的數(shù)值計(jì)算,采用本征正交分解方法(POD)對(duì)TR-PIV測量的瞬態(tài)結(jié)果進(jìn)行分解,提取流場中含能大尺度的主要流動(dòng)結(jié)構(gòu),并依據(jù)低階空間模態(tài)進(jìn)行流場重構(gòu).結(jié)果表明:本試驗(yàn)裝置具有良好的試驗(yàn)可重復(fù)性和精確性;楔形體宏觀運(yùn)動(dòng)響應(yīng)和TR-PIV測量結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果吻合較好;POD分解得到的空間模態(tài)表明前4階空間模態(tài)占總湍動(dòng)能的81%,楔形體入水砰擊過程中大尺度流動(dòng)結(jié)構(gòu)從楔形體壁面逐漸向堆積區(qū)域轉(zhuǎn)移;低階POD模態(tài)可以很好地重構(gòu)流場,選擇適當(dāng)?shù)腜OD模態(tài)進(jìn)行流場重構(gòu)可以有效去除TR-PIV流場測量結(jié)果中的噪聲.
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