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爱德华多·马提尼;丹尼尔·罗德里格斯;阿伦·汤恩;安德烈·V·G·卡瓦列里。

有效计算全局预解模式。 （英语） Zbl 1492.76062号

J.流体力学。 919，论文编号A3，27页（2021）.
摘要：线性化Navier-Stokes方程的解析分析为过渡流和湍流的动力学提供了有用的见解，并可以为流动中的主要相干结构提供模型，特别是对于线性算子选择性地放大一个特定力分量的流动，称为最佳力模式。力和响应模式通常是从预解算子的奇异值分解中获得的。尽管最近取得了一些进展，但复杂流的预解分析的成本仍然相当可观，并且显式构造预解算子仅适用于具有少量自由度的简化问题。本文基于线性化方程组和相应的伴随系统在时域的积分，提出了两种计算预解模式的新的无矩阵方法。与以前的无矩阵时间步进方法相比，我们的方法通过同时计算所有感兴趣的频率，实现了一个数量级的加速。提出了两种不同的方法：一种是基于瞬态响应分析，对主振型进行精细的频率离散；另一种基于对周期强迫的稳态响应，为离散频率集提供最佳和次最佳模式。使用线性化的Ginzburg-Landau方程对这些方法进行了验证，并将其应用于抛物体周围的三维流动。

引用于9文件

MSC公司：

76F06型 过渡到湍流
76M99型 流体力学基本方法

关键词：

过渡到湍流;线性化Ginzburg-Landau方程;最佳力模式;无矩阵时间步进法;周期性强迫;抛物线体

软件：

METIS公司
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\textit{E.Martini}等人，《流体力学杂志》。919，论文编号A3，27页（2021；Zbl 1492.76062）
全文： 内政部 arXiv公司

参考文献：

[1] Abreu，L.I.，Cavalieri，A.V.&Wolf，W.2017相干水动力波和尾缘噪声。在第23届AIAA/CEAS空气声学会议上，第3173页。艾亚。
[2] 奥科维克，E.，埃伦斯坦，U.，盖莱尔，F.&亨宁森，D.S.2008平板边界层流动的全球二维稳定性测量。欧洲力学杂志。（B/液体）27（5），501-513·Zbl 1147.76025号
[3] Alizard，F.、Cherubini，S.和Robinet，J.-C.2009分离边界层流动中的灵敏度和最佳强迫响应。物理学。流体21（6），064108·Zbl 1183.76070号
[4] Amestoy，P.R.，Davis，T.A.&Duff，I.S.1996一种近似最小度排序算法。暹罗。《矩阵分析杂志》。申请17（4），886-905·Zbl 0861.65021号
[5] Arnoldi，W.E.1951矩阵特征值问题求解中的最小迭代原则。Q.申请。数学9（1），17-29·Zbl 0042.12801号
[6] Bagheri，S.，Henningson，D.S.，Hœpffner，J.&Schmid，P.J.2009应用于空间发展流线性模型的输入-输出分析和控制设计。申请。机械。第62（2）版，020803。
[7] Beneddine，S.、Sipp，D.、Arnault，A.、Dandois，J.和Lesshafft，L.2016平均流量稳定性分析有效性的条件。《流体力学杂志》798，485-504·兹比尔1422.76070
[8] Beneddine，S.、Yegavian，R.、Sipp，D.和Leclaire，B.2017平均流量和点传感器的非定常流动动力学重建：一项实验研究。《流体力学杂志》824174-201。
[9] Brynjell-Rahkola，M.，Tuckerman，L.S.，Schlater，P.&Henningson，D.S.2017使用拉普拉斯预处理计算最优强迫。Commun公司。计算。《物理学》22（5），1508-1532·Zbl 1488.76100号
[10] Cavalieri，A.V.G.，Jordan，P.&Lesshaft，L.2019射流动力学和声辐射的波包模型。申请。机械。修订版71（2），020802。
[11] Chomaz，J.-M.，Huerre，P.&Redekopp，L.G.1991A空间发展流中的频率选择标准。螺柱应用。数学84（2），119-144·Zbl 0716.76041号
[12] Couairon，A.和Chomaz，J.-M.1999慢变流中的完全非线性全局模式。物理学。流体11（12），3688-3703·Zbl 1149.76351号
[13] Fischer，P.F.1998\（Ax=b\）与连续右手边迭代解的投影技术。计算。方法。申请。机械。Engng163（1-4），193-204年·Zbl 0960.76063号
[14] Fischer，P.F.&Patera，A.T.1989不可压缩Navier-Stokes方程的并行谱元方法。《计算力学中超大问题的求解》，第49-65页。斯普林格。
[15] Gennaro，E.，Rodríguez，D.，Medeiros，M.&Theofilis，V.2013全球流动不稳定性稀疏技术及其在可压缩前缘流动中的应用。美国汽车协会J.51（9），2295-2303。
[16] Gómez，F.、Blackburn，H.、Rudman，M.、Sharma，A.和Mckeon，B.2016a基于预解算子的空腔三维非定常流降阶模型。《流体力学杂志》798，R2·兹比尔1422.76039
[17] Gómez，F.、Sharma，A.S.和Blackburn，H.M.2016b使用逐点速度数据估算非定常空气动力。《流体力学杂志》804，R4。
[18] Jeun，J.、Nichols，J.W.和Jovanović，M.R.2016高速轴对称等温射流噪声的输入-输出分析。物理学。流体28（4），047101。
[19] Karypis，G.&Kumar，V.1998METIS：用于划分非结构化图、划分网格和计算稀疏矩阵的填充-约简顺序的软件包。明尼苏达大学，计算机科学与工程系，陆军HPC研究中心。
[20] Lesshaft，L.2018截断流域中的人工特征模。西奥。计算。流体动力学32（3），245-262。
[21] Lesshaft，L.、Semeraro，O.、Jaunet，V.、Cavalieri，A.V.和Jordan，P.2019湍流射流中相干波包的基于分辨率的建模。物理学。流体版本4（6），063901。
[22] Martini，E.，Cavalieri，A.V.G.，Jordan，P.，Towne，A.&Lesshaft，L.2020基于解决方案的过渡流和紊流最佳估计。《流体力学杂志》900，A2·Zbl 1460.76569号
[23] Mckeon，B.J.&Sharma，A.S.2010A湍流管道流的临界层框架。《流体力学杂志》658、336-382·Zbl 1205.76138号
[24] Moarref，R.、Sharma，A.S.、Tropp，J.A.和Mckeon，B.J.2013高雷诺数湍流通道中基于模型的水流能量密度缩放。《流体力学杂志》734，275-316·Zbl 1294.76181号
[25] Monokrousos，A.，Au kervik，E.，Brandt，L.&Henningson，D.S.2010使用时间步进器在Blasius边界层流中的全局三维最优扰动。《流体力学杂志》650、181·Zbl 1189.76192号
[26] Nogueira，P.A.S.，Morra，P.，Martini，E.，Cavalieri，A.V.G.&Henningson，D.S.2021预解分析中的强制统计：在最小湍流Couette流中的应用。《流体力学杂志》908，A32·Zbl 1492.76070号
[27] Press，W.H.，Teukolsky，S.A.，Vetterling，W.T.&Flannery，B.P.2007数字配方第三版：科学计算的艺术。剑桥大学出版社·Zbl 1132.65001号
[28] Ribeiro，J.H.M.，Yeh，C.-A.和Taira，K.2020随机预解分析。物理学。流体版本5（3），033902。
[29] Rodríguez，D.&Gennaro，E.M.2017基于矩阵形成方法的三维流动稳定性分析使其价格合理。《偏微分方程的谱和高阶方法》ICOSAHOM 2016（编辑M.L.Bittencourt，N.A.Dumont&J.S.Hesthaven），第119卷，第639-650页。施普林格国际出版公司·兹比尔1386.76119
[30] Rodríguez，D.，Gennaro，E.M.&Souza，L.F.2021层流分离气泡的自激初级和次级不稳定性。《流体力学杂志》906，A13·Zbl 1461.76224号
[31] Rodríguez，D.、Tumin，A.和Theofilis，V.2011走向全球模式概念的建立。第六届AIAA理论流体力学会议，第3603页。美国汽车协会。
[32] Saad，Y.2003稀疏线性系统的迭代方法，第82卷。SIAM公司·Zbl 1031.65046号
[33] Sasaki，K.，Piantanida，S.，Cavalieri，A.V.G.和Jordan，P.2017湍流射流中波包的实时建模。《流体力学杂志》821，458-481·Zbl 1383.76301号
[34] Schmid，P.J.&Henningson，D.S.2012剪切流中的稳定性和转变，第142卷。施普林格科技与商业媒体。
[35] Schmidt，O.T.，Towne，A.，Rigas，G.，Colonius，T.&Brès，G.A.2018射流湍流光谱分析。《流体力学杂志》855、953-982·Zbl 1415.76293号
[36] Shaabani-Ardali，L.，Sipp，D.&Lesshaft，L.2020射流分叉的最佳触发：应用于时间周期基流的最佳强迫示例。《流体力学杂志》885，A34·Zbl 1460.76082号
[37] Sipp，D.&Marquet，O.2013全球奇异模式噪声放大器的表征：前沿平板边界层的情况。西奥。计算。流体动力学27（5），617-635。
[38] Symon，S.P.2018使用预解分析和数据相似法重建和估算流量。加州理工学院博士论文。
[39] Towne，A.、Lozano-Duran，A.和Yang，X.2020时空流统计的基于分辨率的估计。《流体力学杂志》883，A17·Zbl 1430.76127号
[40] Towne，A.，Schmidt，O.T.&Colonius，T.2018谱本征正交分解及其与动态模式分解和预解分析的关系。《流体力学杂志》847，821-867·Zbl 1404.76145号
[41] Trefethen，L.N.1997线性算子的伪谱。SIAM第39版（3），383-406·Zbl 0896.15006号
[42] Yeh，C.-A.&Taira，K.2019基于解析的翼型分离控制设计。《流体力学杂志》867，572-610·Zbl 1430.76340号
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