面向周期动态网格流场的空间一致相位感知POD–RBF降阶建模方法

《Fluids》:Spatially Consistent and Phase-Aware Reduced-Order Modeling for Dynamic-Mesh Unsteady Flow Simulation

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年10月24日 来源:Fluids 2.1

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摘要

动态网格模拟会产生非定常流场快照,其采样点随时间变化,导致降阶建模变得复杂,因为快照条目不再代表相同的空间自由度。本研究开发了一种空间一致且具有相位感知能力的 POD–RBF 降阶建模工作流,用于周期动态网格流场的快速模拟。首先,通过基于 KDTree 的最近邻搜索和反距离加权,将动态网格快照映射到公共参考网格上。随后,利用对齐后的快照,在单周期和跨周期预测设置下,对 POD 截断、RBF 系数回归、外部参数表示以及相位局部子空间建模进行了研究。以方腔驱动流和圆柱尾流为基准测试,验证了基线实现,并通过振荡机翼算例评估了完整工作流。结果表明,空间一致性对于可靠地对动态网格数据进行 POD 建模至关重要。对于振荡机翼算例,所选取的 POD 截断主要受投影误差限制,而非 RBF 系数回归误差。仅使用迎角(AoA)输入不足以识别周期状态,而结合迎角与相位以及归一化时间的输入则提供了稳定的表示。相位局部子空间建模进一步将低迎角均值 RMSE 分别降低了 37.42%(单周期预测)和 58.63%(跨周期预测)。额外的阈值、核参数及后续周期测试界定了该工作流的敏感性和同条件适用范围。本结果涉及基于相位条件的速度场重建;气动载荷精度和端到端 CFD 加速尚未确立。
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