基于动态模态分解的空化流动特性研究

摘要

水动力空化技术逐渐得到广泛应用，准确高效地提取空化云的结构特征有助于我们更好地理解空化内部机理。以高速摄像实验为手段，通过对空化云图像进行灰度值提取，揭示了射流振荡器中空化现象的特征。同时，引用动态模态分解(dynamic mode decomposition, DMD)方法对振荡器内部瞬态流场进行了深入探究，研究了振荡器空化云的相干结构和频率特性，进一步提取了不同的主导结构，并发现了与脱落频率下云空化的整体周期动力学关系。最后，通过DMD方法，准确提取了主频率和模态特性，发现振荡器的能量主要集中在前两个模态中，形成较大的相干结构，而高频模态包含较少的能量。该实验结果为进一步研究射流空化流动的机理提供了重要的实验和理论基础。

关键词

水力空化 / 高速摄像 / 射流振荡器 / 灰度处理 / 动态模态分解