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旋转球体绕流的线性稳定性和弱非线性分析。 (英语) Zbl 1383.76163号

小结:我们研究了绕入射均匀流横向旋转球体的流动,特别考虑了尾迹的稳定性特征,它是雷诺数(Re)和球体无因次旋转率(Omega)的函数。在(150\leqsleat\mathit{Re}\leqsplant 300\)和(0\leqbleat\leqslatel 1.2\)范围内进行直接数值模拟和三维整体稳定性分析。我们首先描述作为Navier-Stokes方程稳态解计算的基流,特别注意再循环区域的结构和施加在球体上的升力。对该基流的稳定性分析表明,存在两种不同的不稳定模式,它们发生在\(Re/\)参数平面的不同区域。弱旋转(<0.4)存在的模式I与非旋转球体存在的非定常模式类似。模式II适用于较大的旋转(>0.7),其特点是具有较大的频率。这两种模式都保持了基流的平面对称性。我们使用伴随方法详细介绍了这些本征模的结构,以及它们的结构灵敏度。考虑到小旋转,我们将数值结果与使用弱非线性方法获得的结果进行了比较。我们证明了非旋转球体(Re>212)发生的稳态分岔变成了不完全分岔,揭示了另外两个始终不稳定的基流解的存在性。

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76E20型 地球物理和天体物理流的稳定性和不稳定性
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