一种用于指导超音速撞击射流控制的数据驱动方法

提出一种利用非受控流快照的数据驱动框架，以识别并随后展示超音速撞击射流中针对不同目标的有效控制策略。该方法基于动态模态分解降阶模型(DMD-ROM)，通过将流场和作动器特定强迫快照投影到降维子空间并随后将结果向前演化，以经济的方式确定强迫感受性。由于它有效地确定了时域中非定常流周围的线性响应，该方法在实质上有别于使用定常基态的典型技术，例如采用频域中线性化Navier-Stokes算子的稳定性或输入-输出方法。该方法自然考虑了快照基所固有的因素，包括构型复杂度和流场参数如雷诺数。此外，在降维子空间中计算的增益度量便于快速评估流场对广泛强迫参数的敏感性，由此可选择最优作动器输入并在尺度解析模拟或实验中确认结果。DMD-ROM方法从两个不同视角予以展示。其一是渐近反馈共振，其中估计了谐波压力强迫的影响并用非线性模拟通过吹-吸作动器验证。其二是考察临界反馈事件中的时间局部行为，其中作动相位变得重要。为此，使用条件时空模态来识别在共振周期内最小化对流失稳起始的最优强迫相位。