[发明专利]一种湍流生成方法、装置、设备及存储介质

权利要求书

1.一种湍流生成方法，其特征在于，包括：

基于参考网格模拟湍流边界层非定常流向截面的参考湍流脉动，并对所述参考湍流脉动进行特征模态分解，以得到参考流场的空间模态和时间系数；

在所述参考网格对应的总时间长内随机生成一个时间窗口，基于目标流场时刻与所述时间窗口的起始时刻的相对位置关系对所述目标流场时刻进行时间变化量的增加操作以得到调整后的目标时刻，并对所述时间窗口进行遍历以从所述参考流场中确定出对应的第一参考时刻和第二参考时刻；所述第二参考时刻为与所述第一参考时刻相邻的时刻；

基于重构特征模态数、所述时间系数以及所述空间模态对所述第一参考时刻与所述第二参考时刻内的参考流场进行重构，以得到重构后参考流场；

对所述重构后参考流场依次进行时间插值、二维线性插值以及速度脉动和温度脉动调整操作，以生成与所述目标时刻对应的目标流场的湍流脉动。

2.根据权利要求1所述的湍流生成方法，其特征在于，所述基于参考网格模拟湍流边界层非定常流向截面的参考湍流脉动，包括：

基于参考网格获取各非定常瞬时变量，并对各所述非定常瞬时变量分别进行时间和展向平均处理，以得到相应的平均变量；

利用各所述非定常瞬时变量对相应的所述平均变量进行减值操作，以得到相应的湍流边界层非定常流向截面的参考湍流脉动。

3.根据权利要求1所述的湍流生成方法，其特征在于，所述对所述参考湍流脉动进行特征模态分解，以得到参考流场的空间模态和时间系数，包括：

根据所述参考湍流脉动确定出与所述参考网格的非定常流场数对应的全部时刻的脉动矢量，以构成参考流场；

利用所述参考流场、所述非定常流场数以及与所述空间模态对应的特征值对预设特征矩阵方程进行求解，以得到所述空间模态；

基于预设时间系数公式对所述空间模态和所述参考流场进行计算，以得到所述时间系数。

4.根据权利要求1所述的湍流生成方法，其特征在于，所述基于目标流场时刻与所述时间窗口的起始时刻的相对位置关系对所述目标流场时刻进行时间变化量的增加操作以得到调整后的目标时刻之前，还包括：

判断时间变化量是否大于所述时间窗口；

如果是，则重新跳转至所述在所述参考网格对应的总时间长内随机生成一个时间窗口的步骤。

5.根据权利要求1至4任一项所述的湍流生成方法，其特征在于，对所述重构后参考流场进行时间插值操作，以生成与所述目标时刻对应的目标流场的湍流脉动，包括：

利用预设时间插值公式对所述重构后参考流场在时间方向上进行插值，以得到与所述目标时刻对应的所述目标流场的第一湍流脉动。

6.根据权利要求5所述的湍流生成方法，其特征在于，对所述重构后参考流场进行二维线性插值操作，以生成与所述目标时刻对应的目标流场的湍流脉动，包括：

根据当地边界层厚度对计算域尺度进行无量纲化，以得到无量纲后的参考坐标点；

基于所述无量纲后的参考坐标点与目标坐标点的区域位置关系以及所述第一湍流脉动利用预设二维线性插值公式对所述重构后参考流场进行插值，以得到与所述目标时刻对应的所述目标流场的第二湍流脉动。

7.根据权利要求6所述的湍流生成方法，其特征在于，对所述重构后参考流场进行速度脉动和温度脉动调整操作，以生成与所述目标时刻对应的目标流场的湍流脉动，包括：

基于所述第二湍流脉动利用预设速度脉动约化关系式对与所述重构后参考流场的马赫数对应的速度脉动进行约化，以得到与所述目标流场的马赫数对应的速度脉动；

根据强雷诺比拟关系对与所述目标流场的马赫数对应的速度脉动以及平均温度脉动进行计算，以得到与所述目标流场对应的温度脉动；

基于与所述目标流场的马赫数对应的速度脉动以及与所述目标流场对应的温度脉动获取与所述目标时刻对应的所述目标流场的最终湍流脉动。