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壁面剪切流的输入-输出分析框架。 (英语) Zbl 1419.76126号

摘要:我们提出了一个新的框架来评估受平方可积和持续扰动影响的壁面剪切流非线性模型的输入输出放大特性。我们关注的是在一个方向上具有空间不变性且其基流可以用多项式描述的流,例如流恒常通道流、库特流和管流。我们的方法基于控制理论中耗散不等式的概念,并提供了一种单一的统一方法来检查流动特性,如能量增长、最坏情况下的扰动放大和持续激励的稳定性(即输入到状态的稳定性)。它还可以直接分析非线性偏微分方程,而不是方程的离散形式,从而消除截断误差的可能性。我们演示了如何数值计算流的输入输出特性,作为(凸)优化问题的解决方案。我们将理论和计算工具应用于平面Couette流、渠道流和管道流。我们的结果表明,提出的框架得出的结果与文献中获得的理论和实验放大比例一致。

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76D05型 不可压缩粘性流体的Navier-Stokes方程
第76页 过渡到湍流
76E05型 水动力稳定性中的平行剪切流
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