本发明涉及振荡射流仿真，特别涉及一种射流振荡器简化模型的设计方法。
背景技术：
1、在高速列车或其它领域的振荡射流数值模拟计算中，为了较好地复现射流振荡器的内部流场及外部流场，数值模拟计算所需要的网格总数将超过2800万，而为了较好地复现高速列车等外部流场及气动力计算，数值模拟计算所需要的网格总数将超过3700万，且高速列车网格策略中最小体网格尺寸是射流振荡器网格策略中最小体网格尺寸的160倍。因此，若将完整的射流振荡器设置在高速列车上，将导致数值模拟计算所需要的网格总数急剧增加，且网格总数将随着射流振荡器数量的增加而不断增加，这将极大地增加数值模拟计算成本，严重影响数值模拟计算效率。
技术实现思路
1、本发明的目的是：针对上述背景技术中存在的不足，提供一种射流振荡器简化模型的设计方法，以在相同的网格策略下显著减少网格总数，从而降低数值模拟计算成本，提高数值模拟计算效率。
2、为了达到上述目的，本发明提供了一种射流振荡器简化模型的设计方法，包括如下步骤：
3、s1，将射流出口平面划分为多个区域，在每个区域的中心点设置测点；
4、s2，获取各个测点的时程速度数据，并分析相应区域的速度特性；
5、s3，对不同区域速度的相似性进行判断；
6、s4，基于判断结果绘制成强相似测点热力图；
7、s5，划分等效区域；
8、s6，用同一个速度函数来描述速度型相似的各个等效区域。
9、进一步地，射流出口速度由扫掠方向速度和流向速度所主导，且扫掠方向速度具有强对称性、强周期性的流动特性。
10、进一步地，射流出口平面划分的区域为中间稀、四周密的分布，优先对射流出口沿扫掠方向下半区域进行数据分析，并建立相应的速度模型，最后通过镜像、正负转换以及相位调整获得上半区域的速度模型。
11、进一步地，s3中综合各测点区域速度时程曲线的波形、相位以及幅值特征参数对不同区域速度的相似性进行判断。
12、进一步地，s3中速度时程曲线的波形和相位相似性通过互相关函数计算所获得的互相关系数及相应的延迟时间进行评估，幅值相似性通过快速傅里叶变换所得到的主频幅值进行评估。
13、进一步地，互相关函数是描述随机信号、在任意两个不同时刻、的取值之间的相关程度，定义为：
14、；
15、完成随机信号和间的互相关函数计算后，对互相关函数进行归一化处理得到互相关系数，互相关系数的数值大小反映出两个信号的相关强度。
16、进一步地，两个信号的互相关系数不小于预设值代表两个信号的波形满足相似要求，两个信号的互相关系数最大值所对应的时间差值为两个信号之间的延迟时间，延迟时间的大小反映两个信号间的相位差。
17、进一步地，通过快速傅里叶变换得到信号的主频幅值，两个信号的主频幅值差异不超过预设值代表两个信号的幅值满足相似要求。
18、进一步地，s4中将满足要求的互相关系数与延迟时间绘制成强相似测点热力图，热力图中的横、纵坐标是进行互相关计算的测点编号，通过不同颜色对满足相似要求的测点进行标记，颜色条对应满足相似要求的数值范围，同时，绘制主频幅值热力图，以瞬时速度对热力图进行着色。
19、进一步地，对于由多个测点组成的区域来说，当其各个测点均为两两相似的，则该区域自身为一个等效区域，当另一区域的各个测点与该区域的各个测点均为两两相似的，则另一区域与该区域为等效区域，直至将全部下半区域均进行划分，最后通过镜像完成全部区域的划分。
20、进一步地，对于、所划分的等效区域不同。
21、本发明的上述方案有如下的有益效果：
22、本发明提供的射流振荡器简化模型的设计方法，通过对射流出口平面进行区域划分，以相似性原则划分为数个等效区域，对每个等效区域采用等效函数作为速度输入，因此达到了对射流振荡器仿真模型进行简化的目的，简化模型与完整模型的仿真结果以及实验测试结果存在良好的相似性，说明简化模型能有效且准确的表征射流行为，为射流相关的流动控制研究提供了新的方式，极大节省未来的计算资源，提升了计算效率；
23、本发明的其它有益效果将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
1.一种射流振荡器简化模型的设计方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种射流振荡器简化模型的设计方法，其特征在于，射流出口速度由扫掠方向速度和流向速度所主导，且扫掠方向速度具有对称性、周期性的流动特性。
3.根据权利要求2所述的一种射流振荡器简化模型的设计方法，其特征在于，射流出口平面划分的区域为中间稀、四周密的分布，对射流出口沿扫掠方向下半区域进行数据分析，并建立相应的速度模型，然后通过镜像、正负转换以及相位调整获得上半区域的速度模型。
4.根据权利要求3所述的一种射流振荡器简化模型的设计方法，其特征在于，s3中综合各测点区域速度时程曲线的波形、相位以及幅值特征参数对不同区域速度的相似性进行判断。
5.根据权利要求4所述的一种射流振荡器简化模型的设计方法，其特征在于，s3中速度时程曲线的波形和相位相似性通过互相关函数计算所获得的互相关系数及相应的延迟时间进行评估，幅值相似性通过快速傅里叶变换所得到的主频幅值进行评估。
6.根据权利要求5所述的一种射流振荡器简化模型的设计方法，其特征在于，互相关函数是描述随机信号、在任意两个不同时刻、的取值之间的相关程度，定义为：；
7.根据权利要求6所述的一种射流振荡器简化模型的设计方法，其特征在于，两个信号的互相关系数不小于预设值代表两个信号的波形满足相似要求，两个信号的互相关系数最大值所对应的时间差值为两个信号之间的延迟时间，延迟时间的大小反映两个信号间的相位差。
8.根据权利要求7所述的一种射流振荡器简化模型的设计方法，其特征在于，通过快速傅里叶变换得到信号的主频幅值，两个信号的主频幅值差异不超过预设值代表两个信号的幅值满足相似要求。
9.根据权利要求8所述的一种射流振荡器简化模型的设计方法，其特征在于，s4中将满足要求的互相关系数与延迟时间绘制成相似测点热力图，热力图中的横、纵坐标是进行互相关计算的测点编号，通过不同颜色对满足相似要求的测点进行标记，颜色条对应满足相似要求的数值范围，同时，绘制主频幅值热力图，以瞬时速度对热力图进行着色。
10.根据权利要求9所述的一种射流振荡器简化模型的设计方法，其特征在于，对于由多个测点组成的区域来说，当其各个测点均为两两相似的，则该区域自身为一个等效区域，当另一区域的各个测点与该区域的各个测点均为两两相似的，则另一区域与该区域为等效区域，直至将全部下半区域均进行划分，最后通过镜像完成全部区域的划分。
