Análisis del Campo de Flujo Inestable de una Cascada de Compresores Basado en la Descomposición de Modos Dinámicos
Autores: Wu, Xiaoxiong; Du, Yuming
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Análisis del Campo de Flujo Inestable de una Cascada de Compresores Basado en la Descomposición de Modos Dinámicos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Modelado de campos de flujo tradicional
Descomposición en modos dinámicos
Modelado de orden reducido
Campos de flujo no estacionarios
Costos computacionales
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 28
Citaciones: Sin citaciones
Los métodos tradicionales de modelado de campos de flujo están limitados por su alta complejidad computacional, lo que dificulta su aplicación en la ingeniería práctica. Este estudio aplica el método de Descomposición de Modos Dinámicos (DMD) para realizar un modelado de orden reducido de campos de flujo no estacionarios sobre un perfil aerodinámico y una cascada de compresores. Como técnica de descomposición modal impulsada por datos, DMD extrae modos de baja dimensión de datos espaciotemporales de alta dimensión, preservando características dinámicas clave y reduciendo significativamente los costos computacionales. Se realizaron simulaciones numéricas para generar instantáneas de tiempo, formando matrices de instantáneas de presión y número de Mach. El análisis de DMD identificó algunos modos dominantes y sus valores propios, capturando el comportamiento dinámico principal del campo de flujo. Los resultados demuestran que estos modos reconstruyen efectivamente las principales características del sistema, reduciendo la necesidad de recursos computacionales extensos y tiempo. El método DMD no solo mejora la eficiencia del modelado, sino que también reconstruye con precisión estructuras de flujo complejas. Este estudio valida la viabilidad y efectividad de DMD en el modelado de orden reducido para campos de flujo no estacionarios e incluye un análisis de errores para una evaluación adicional.
Descripción
Los métodos tradicionales de modelado de campos de flujo están limitados por su alta complejidad computacional, lo que dificulta su aplicación en la ingeniería práctica. Este estudio aplica el método de Descomposición de Modos Dinámicos (DMD) para realizar un modelado de orden reducido de campos de flujo no estacionarios sobre un perfil aerodinámico y una cascada de compresores. Como técnica de descomposición modal impulsada por datos, DMD extrae modos de baja dimensión de datos espaciotemporales de alta dimensión, preservando características dinámicas clave y reduciendo significativamente los costos computacionales. Se realizaron simulaciones numéricas para generar instantáneas de tiempo, formando matrices de instantáneas de presión y número de Mach. El análisis de DMD identificó algunos modos dominantes y sus valores propios, capturando el comportamiento dinámico principal del campo de flujo. Los resultados demuestran que estos modos reconstruyen efectivamente las principales características del sistema, reduciendo la necesidad de recursos computacionales extensos y tiempo. El método DMD no solo mejora la eficiencia del modelado, sino que también reconstruye con precisión estructuras de flujo complejas. Este estudio valida la viabilidad y efectividad de DMD en el modelado de orden reducido para campos de flujo no estacionarios e incluye un análisis de errores para una evaluación adicional.