基于网络振荡器的非定常尾流建模与控制

本文对周期性钝体绕流进行了基于网络振荡器的分析，以检验和控制动能的传递。从流场中提取的具有对应振幅的空间模态构成了一组描述非定常涨落的振荡器。这些振荡器通过一个捕捉它们之间能量交换的网络连接起来。为了提取振荡器之间的相互作用网络，对振荡器脉冲式地引入振幅和相位扰动，并分析随之产生的动力学。利用线性回归技术，构建了一个网络振荡器模型，揭示了各模态之间的能量传递和相位相互作用。该模型通过线性近似捕捉了模态振荡器之间的非线性相互作用。将大量系统响应聚合到一个捕捉一般扰动相互作用的网络模型中。网络振荡器模型比经验 Galerkin 降阶模型更好地描述了模态扰动动力学。随后设计了一个基于模型的反馈控制器来抑制模态振幅和由此产生的尾流非定常性，从而实现减阻。所提方法的有效性通过二维圆柱非定常绕流这一典型算例得到了证明。本表述能够表征模态相互作用，以控制非定常涡流中的基本能量传递。