米亚纳瓦拉，T.P。;Jaiman，R.K。 通过低维模型分解流体-结构相互作用中的尾迹动力学。 （英语） Zbl 1430.76093号 J.流体力学。 867, 723-764 (2019). 小结：我们对层流和紊流条件下流体-结构相互作用（FSI）系统中的尾流进行了动态分解分析。特别令人感兴趣的是提供低维尾流特征及其相互作用动力学的重要性，以在相对较低的质量比下维持方形圆柱体的自由振动。为了获得高维数据，我们基于最近开发的分区迭代格式和中等雷诺数（Re）下的动态亚脊尺度湍流模型，使用了一个体一致的变分FSI解算器。使用适当的正交分解（POD）将高维FSI模拟的快照数据投影到低维子空间。我们利用每个对应的POD模式来检测有组织运动的特征，即涡街、剪切层和近尾迹气泡。我们发现涡旋脱落模式只对升力有贡献，而近尾迹和剪切层模式在阻力中起主导作用。我们进一步研究了这种动力学行为的基本机制，并通过低维近似提出了一种力分解技术。为了阐明频率锁定，我们系统地分析了在低雷诺数层流条件下，在一定的减速范围内，分解模式及其对力波动的动态贡献。这些定量模式能量贡献表明，在尾流-体同步过程中，剪切层将涡量通量提供给尾流涡和近尾流气泡。基于尾流动力学的分解，我们提出了尾流-机身相互作用期间频率锁定的相互作用循环，该循环提供了高振幅运动和主要尾流特征之间的相互关系。通过对低于临界Re范围的尾流-体同步的研究，我们发现钝体由于柔性诱发的不稳定性可以经历同步的高振幅振动。由于尾迹湍流的雷诺数适中（Re=22000），观察到一组畸变的POD模式和宽带能量分布，而尾迹同步的相互作用循环对湍流尾迹流是有效的。 引用于5文件 MSC公司： 76B47码 不可压缩无粘流体的涡旋流动 74层10 流固相互作用（包括气动和水弹性、孔隙度等） 关键词：流-结构相互作用;低维模型;漩涡街道 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{T.P.Miyanawala}和\textit{R.K.Jaiman}，J.流体力学。867723-764（2019年；Zbl 1430.76093） 全文： 内政部 arXiv公司 参考文献： [1] Bearman，P.W.，《二维和三维钝体后的近尾迹流》，J.Wind Enging Ind.Aerodyn。，69, 33-54, (1997) [2] 布拉萨，M。；查萨因，P.H.H.M。；Minh，H.H.，圆柱近尾迹压力场和速度场的数值研究和物理分析，J.流体力学。，165, 79-130, (1986) ·Zbl 0596.76047号 [3] 坎特韦尔，B。；Coles，D.，《圆柱尾迹附近湍流卷吸和输运的实验研究》，J.流体力学。，136, 321-374, (1983) [4] Chaturantabut，S.&Sorensen，D.C.2009非线性模型简化的离散经验插值。《2009年第48届IEEE决策与控制会议论文集》，与2009年第28届中国控制会议联合举行，第4316-4321页。电气与电子工程师协会。 [5] 迪恩，A.E。；Kevrekidis，I.G。；Karniadakis，G.E。；Orszag，S.A.，《复杂几何流的低维模型：槽道和圆柱的应用》，Phys。流体A，3，10，2337-2354，（1991）·Zbl 0746.76021号 [6] 董，S。；Karniadakis，G.E。；Ekmekci，A。；罗克韦尔，D.，《湍流近尾迹的直接数值模拟-粒子图像测速研究》，J.流体力学。，569, 185-207, (2006) ·Zbl 1177.76156号 [7] Guan，M.Z.，Narendran，K.，Miyanawala，T.P.，Ma，P.F.&Jaiman，R.K.2017近尾迹射流对多柱海洋平台流致运动的控制。在ASME 2017第36届国际海洋、海上和北极工程会议上。美国机械工程师学会。 [8] Holmes，P.，《湍流、相干结构、动力系统和对称性》（2012），剑桥大学出版社·Zbl 1251.76001号 [9] Jaiman，R.K。；关，M.Z。；Miyanawala，T.P.，亚临界雷诺数下自由振动方形结构的分区迭代和动态次脊尺度方法，计算。流体，133，68-89，（2016）·Zbl 1390.76056号 [10] Jaiman，R.K.，Pillalamarri，N.R.&Guan，M.Z.2016b均匀流中自由振动低质量钝体的稳定二阶分区迭代格式。计算。方法。申请。机械。工程师。301第187-215页·Zbl 1425.74156号 [11] Jauvits，N。；Williamson，C.H.K.，两个自由度对低质量和阻尼下涡流诱导振动的影响，J.Fluid Mech。，509, 23-62, (2004) ·Zbl 1163.76348号 [12] Khalak，A。；Williamson，C.H.，低质量阻尼下涡激振动中的运动、力和模态转换，《流体结构杂志》。，13, 7-8, 813-851, (1999) [13] 法律，Y.Z。；Jaiman，R.K.，用于涡激振动的低阻力抑制装置的尾流稳定机制，J.流体结构。，70, 428-449, (2017) [14] 利伯奇，E。；Hamdouni，A.，通过适当正交分解（POD）对振荡圆柱周围流动进行降阶建模的方法，J.流体结构。，26, 2, 292-311, (2010) [15] Lighthill，J.，《海上结构物波浪荷载基础》，J.流体力学。，173, 667-681, (1986) [16] Lumley，J.L.1967非均匀湍流的结构。《大气湍流和无线电波传播》（编辑：Yaglom，A.M.&Tatarsky，V.I.），第166-178页。瑙卡。 [17] 马，X。；Karniadakis，G.E.，《模拟三维圆柱体流动的低维模型》，J.流体力学。，458, 181-190, (2002) ·Zbl 1001.76043号 [18] 梅利加，P。；Chomaz，J.M.，《圆柱涡激振动的渐近展开》，J.流体力学。，671, 137-167, (2011) ·Zbl 1225.76088号 [19] Miyanawala，T.P.，Guan，M.Z.和Jaiman，R.K.2016方柱的流致振动，包括平移和旋转振动。在ASME 2016第35届国际海洋、海上和北极工程会议上。美国机械工程师学会。 [20] Miyanawala，T.P.&Jaiman，R.K.2017 Navier-Stokes方程的有效深度学习技术：应用于非定常尾流动力学。arXiv:1710.09099。 [21] Miyanawala，T.P。；Jaiman，R.K.，方柱流体-结构相互作用中的自持湍流尾迹特征，J.流体结构。，77, 80-101, (2018) [22] 莫里森，J.R。；约翰逊，J.W。；Schaaf，S.A.，表面波对桩施加的力，J.Petrol。技术，2，5，149-154，（1950） [23] Narendran，K。；关，M.Z。；马，P.F。；乔杜里，A。；侯赛因，A.A。；Jaiman，R.K.，通过近尾迹射流控制多柱海上平台中的涡诱导运动，计算。流体，167111-128，（2018）·Zbl 1390.76341号 [24] Noack，B.R。；阿法纳西耶夫，K。；莫津斯基，M。；Tadmor，G。；Thiele，F.，瞬态和瞬态后圆柱尾迹的低维模型层次，J.流体力学。，497, 335-363, (2003) ·Zbl 1067.76033号 [25] 帕克·D。；Yang，K.S.，圆形方柱尾迹的流动不稳定性，流体力学杂志。，793, 915-932, (2016) ·Zbl 1382.76095号 [26] Rempfer，D.，简单剪切流过渡的低维建模和数值模拟，Annu。流体力学版次。，35, 1, 229-265, (2003) ·Zbl 1039.76025号 [27] 罗利，C.W。；Dawson，S.T.M.，流量分析和控制的模型简化，年。流体力学版次。，49, 387-417, (2017) ·Zbl 1359.76111号 [28] Sarpkaya，T.，《关于Lighthill和Morison的力分解》，J.Fluids Struct。，15, 2, 227-233, (2001) [29] Sirovich，L.，湍流和相干结构动力学。I.相干结构，Q.Appl。数学，45，3561-571，（1987）·Zbl 0676.76047号 [30] Taira，K。；Brunton，S.L。；道森，S.T.M。；罗利，C.W。；科隆尼乌斯，T。；Mckeon，B.J。；施密特，O.T。；戈尔德耶夫，S。；提奥菲利斯，V。；Ukeiley，L.S.，《流体流动的模态分析：概述》，AIAA J.，554031-4041，（2017） [31] 威廉姆森，C.H.K.，《圆柱尾迹中的旋涡动力学》，年。流体力学版次。，28, 1, 477-539, (1996) [32] 姚，W。；Jaiman，R.K.，钝体涡激振动的模型简化和机理，J.流体力学。，827, 357-393, (2017) ·兹比尔1460.76230 此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配，可能包含数据转换错误。在某些情况下，zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献，而不要求完整或完全匹配。