谐波平衡：单级周期流体
谐波平衡是一种频域方法，可用于确定非线性系统的稳态响应。在涡轮机中，谐波平衡用于分析周期性非稳态流，特别是在有叶片排相互作用的情况下。该方法不执行高计算成本的时间精确模拟，而是将流变量表征为时间傅立叶级数。
在本教程中，将使用谐波平衡法来模拟可压缩空气穿过简化单级压缩机的湍流。压缩机由一排导叶（定子）和一排转叶（转子）组成。下图显示压缩机的配置：
由于假定压缩机的圆周方向具有周期性，因此仅对每排叶片中的一个叶片进行网格化就足够了。周期性边界条件应用于每个叶片排扇区的左侧和右侧。气体穿过滞止入口进入计算域，并穿过压力出口离开。两个叶片排通过混合平面交界面相连，流场变量在该交界面处进行周向平均，并在区域之间交换。通过使用移动参考坐标系，包含转子叶片的区域以大约 1800 rad/s 的速度旋转。
模拟分两个阶段运行：
- 在第一阶段，执行稳态流分析，以求得谐波平衡分析的良好初始起始解。
- 在第二阶段，使用谐波平衡流和能量模型执行谐波平衡分析。
这两个阶段通过模拟操作自动连续执行。