基于动力学模态分解的变形水翼流场非定常特性研究

  • 摘要: 在船舶推进和流体机械领域,柔性水翼因优异的水动力性能和动态自适应能力受到广泛关注,但其变形对非定常流场特性的影响机制仍缺乏深入研究。本文以6°攻角下的NACA66型号水翼为研究对象,结合数值模拟与动力学模态分解(Dynamic Mode Decomposition,DMD)方法,探讨了弯曲、扭转、弯扭组合变形水翼对水动力及流场非定常特性的影响。研究结果表明,水翼变形显著改变了升阻力系数的时均值和波动特性,刚性水翼频谱主导频率位于35 Hz,而三个变形水翼集中于变形频率(43 Hz)。DMD分析进一步揭示了不同变形方式对尾流区周期性脱落涡及其模态能量分布的影响:变形特别是扭转与弯扭组合变形增强了流场的动态变化强度,显著影响了水翼的水动力特性。结果表明,DMD方法能够有效提取水翼非定常流场中的关键模态,揭示水翼变形对流场动态演变的影响机制,为柔性水翼的优化设计与非定常特性预测提供了重要理论支持。

     

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