×

横流中射流的全局稳定性和最优扰动。 (英语) Zbl 1408.76225号

小结:我们使用直接数值模拟(DNS)和采用时间步进法的全局线性稳定性分析,研究了低射流与横流速度比(R)值下横流中射流的稳定性。对于模拟中没有网格管道的简化设置,我们比较了全光谱代码和光谱元素代码的结果。我们发现,即使使用条纹法,周期域的使用也不合适,因为特征值的灵敏度很高,并且相应的特征模式的空间增长很大。然而,我们观察到流入/流出配置中流出边界的反射具有类似的敏感性,因此我们使用反射最小的扩展域。我们在研究中应用了模态和非模态线性分析来研究瞬态效应及其渐近命运,我们发现在全局稳定和不稳定情况下,瞬态波包的发展几乎相同。数值装置全局稳定性分析的最终结果表明,发生第一次分岔的临界值R在1.5到1.6之间。

MSC公司:

76D25型 尾迹和喷流
76E15型 绝对和对流不稳定性以及流体动力学稳定性中的稳定性
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] 弗里克·T·F。;Roshko,A.,横向射流尾迹的涡结构,J.流体力学。,279,1-47,(1994年)
[2] Kelso,R.M。;Lim,T.T。;Perry,A.E.,《横流中圆形射流的实验研究》,J.流体力学。,306, 111-144, (1996)
[3] Smith,S.H。;Mungal,M.G.,《横流中射流的混合、结构和缩放》,《流体力学杂志》。,357, 83-122, (1998)
[4] Lim,T.T。;新,T.H。;罗,S.C.,《垂直于横流的大型射流结构的发展》,Phys。流体,13770-775,(2001)·Zbl 1184.76329号
[5] Megerian,S。;Davidian,J。;de B.Alves,L.S。;Karagozian,A.R.,横向喷射剪切层不稳定性。第1部分。实验研究,J.流体力学。,593, 93-129, (2007) ·Zbl 1151.76335号
[6] Davidian,J。;Getsinger,D。;亨德里克森,C。;Karagozian,A.R.,《横向喷射剪切层向整体不稳定性的过渡》,《流体力学杂志》。,661, 294-315, (2010) ·Zbl 1205.76008号
[7] 科埃略有限责任公司。;Hunt,J.C.R.,横流中强射流近场的动力学,J.Fluid Mech。,200, 95-120, (1989) ·Zbl 0659.76033号
[8] Cortelezzi,L。;Karagozian,A.R.,《关于横向射流中反向涡对的形成》,《流体力学杂志》。,446, 347-373, (2001) ·Zbl 0999.76029号
[9] 袁,L.L。;街道,R.L。;Ferziger,J.H.,横流中圆形射流的大涡模拟,J.流体力学。,379, 71-104, (1999) ·兹比尔0942.76029
[10] Muppidi,S。;Mahesh,K.,使用直接数值模拟研究横流中的射流轨迹,J.流体力学。,530, 81-100, (2005) ·Zbl 1070.76018号
[11] Muppidi,S。;Mahesh,K.,横流中圆形湍流射流的直接数值模拟,J.流体力学。,574, 59-84, (2007) ·Zbl 1133.76323号
[12] Ziefle,J。;Kleiser,L.,横流中圆形射流的大涡模拟,AIAA J.,47,1158-1172,(2009)
[13] Bagheri,S。;施拉特,P。;施密德,P.J。;Henningson,D.S.,横流中射流的全局稳定性,J.流体力学。,624, 33, (2009) ·Zbl 1171.76372号
[14] 施拉特,P。;Bagheri,S。;Henningson,D.S.,横流射流中的自维持全球振荡,Theor。计算。流体动力。,25, 129-146, (2011) ·Zbl 1272.76091号
[15] 伊拉克,M。;施拉特,P。;Bagheri,S。;Henningson,D.S.,《横流中射流的分叉和稳定性分析:低速比下的全局不稳定性开始》,J.流体力学。,696, 94-121, (2012) ·Zbl 1250.76080号
[16] Karagozian,A.R.,《横向喷流及其控制》,Prog。能源燃烧。科学。,36, 531-553, (2010)
[17] Mahesh,K.,《射流与横流的相互作用》,年。流体力学版次。,45, 379-407, (2013) ·兹比尔1359.76100
[18] Kelso,R.M。;Smits,A.J.,层流边界层和横向射流相互作用产生的马蹄涡系统,Phys。流体,7153-158,(1995)
[19] 休尔,P。;Monkewitz,P.A.,《空间发展流中的局部和全局不稳定性》,年。流体力学版次。,22, 473-537, (1990) ·Zbl 0734.76021号
[20] Chomaz,J.M.,《空间发展流中的全球不稳定性:非正态性和非线性》,年。流体力学版次。,37, 357-392, (2005) ·Zbl 1117.76027号
[21] Theofilis,V.,《全局线性不稳定性》,年。流体力学版次。,43, 319-352, (2011) ·Zbl 1299.76074号
[22] Reddy,S。;施密德,P。;Henningson,D.,Orr-Sommerfeld方程的伪谱,SIAM J.Appl。数学。,53, 15-47, (1993) ·Zbl 0778.34060号
[23] 加莱蒂,B。;Bottaro,A.,《管道流中的大型二级结构》,J.流体力学。,512, 85-94, (2004) ·兹比尔1068.76027
[24] Obrist,D。;Schmid,P.J.,关于后掠附面线边界层流动的线性稳定性。第2部分。非模态效应和感受性,流体力学杂志。,493, 31-58, (2003) ·Zbl 1063.76025号
[25] 埃伦斯坦,美国。;Gallaire,F.,《分离边界层流动中的二维全局低频振荡》,J.流体力学。,614, 315, (2008) ·Zbl 1158.76010号
[26] 布莱克本,H.M。;Barkley,D。;Sherwin,S.J.,《后向台阶上流动的对流不稳定性和瞬态增长》,J.流体力学。,603, 271-304, (2008) ·Zbl 1151.76470号
[27] O.Marquet。;Sipp,D。;乔马兹,J.-M。;Jacquin,L.,全球框架中低雷诺数再循环气泡的放大器和谐振器动力学,J.流体力学。,605, 429-443, (2008) ·Zbl 1191.76053号
[28] 科维克,E。;Hœpffner,J。;埃伦斯坦,美国。;Henningson,D.S.,使用全局特征模式在分离边界层流中的最优增长、模型简化和控制,J.流体力学。,579, 305-314, (2007) ·Zbl 1175.76049号
[29] Sharma,A.S。;Abdessemed,N。;舍温,S.J。;Theofilis,V.,低压涡轮叶片上低雷诺数流动的瞬态增长机制,Theor。计算。流体动力。,25, 19-30, (2011) ·Zbl 1272.76125号
[30] 埃伦斯坦,美国。;Gallaire,F.,《关于空间演化开放流中的二维时间模式:平板边界层》,J.流体力学。,536, 209-218, (2005) ·Zbl 1073.76027号
[31] 施密德,P。;Henningson,D.S.,剪切流的稳定性和过渡,(2001),Springer·兹比尔0966.76003
[32] M.Chevalier,P.Schlater,A.Lundbladh,D.S.Henningson,SIMSON:不可压缩边界层流的伪谱解算器,收录于:瑞典KTH技术代表,2007年。
[33] P.F.Fischer,J.W.Lottes,S.G.Kerkemeier,2008,nek5000网页,网址:http://nek5000.mcs.anl.gov。。
[34] Nordström,J。;北欧诺丁。;Henningson,D.,用于空间演变粘性流直接数值模拟的边缘区技术和傅里叶方法,SIAM J.Sci。计算。,20, 1365-1393, (1999) ·Zbl 0930.35015号
[35] Henningson,D.S。;kervik,E.,《使用全局模式理解转换和执行流控制》,Phys。流体,20,3,031302,(2008)·Zbl 1182.76313号
[36] 佩普林斯基,A。;施拉特,P。;Henningson,D.S.,光谱元素代码nek5000的稳定性工具:在喷射横流中的应用,(Azaiez,M.;El Fekih,H.;Hesthav,J.,《偏微分方程的光谱和高阶方法——ICOSAHOM 2012,(2014)》,Springer International Publishing,349-359·Zbl 1426.76511号
[37] Bagheri,S。;科维克,E。;勃兰特,L。;Henningson,D.S.,边界层稳定性和控制的无矩阵方法,AIAA J.,47,1057-1068,(2009)
[38] Lehoucq,R。;Sorensen,D。;Yang,C.,ARPACK用户指南:用隐式重新启动的Arnoldi方法解决大规模特征值问题,(1997)·Zbl 0901.65021号
[39] Jeong,J。;Hussain,F.,《旋涡识别》,J.流体力学。,285, 69-94, (1995) ·Zbl 0847.76007号
[40] 科维克,E。;勃兰特,L。;Henningson,D.S。;Hœpffner,J。;O.马尔森。;Schlater,P.,选择性频率阻尼下Navier-Stokes方程的稳态解,Phys。流体,18,068102,1-4,(2006)
[41] Monokrousos,A。;科维克,E。;勃兰特,L。;Henningson,D.S.,使用时间步进器在Blasius边界层流动中的全局三维最优扰动,J.流体力学。,650, 181-214, (2010) ·Zbl 1189.76192号
[42] S.Rolshowen,《三维边界层向湍流过渡的机制》,载于:技术代表,LadHyX,埃科尔理工学院,法国,2000年。
[43] Chomaz,J.M.,非线性系统中的绝对和对流不稳定性,物理学。修订稿。,69, 1931-1934, (1992) ·Zbl 1050.76537号
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。