塞拉·J·。;P.朱利维特。;詹内蒂,F。;雪铁龙公司。 用Fourier-Galerkin方法对周期轨道进行基于伴随的灵敏度分析。 (英语) Zbl 07512368号 J.计算。物理学。 440,文章ID 110403,第21页(2021). 摘要:含时偏微分方程周期解的灵敏度通常使用耗时的直接时间积分和伴随时间积分来计算。为了获得准确的结果,必须特别注意周期性条件。此外,如果轨道不稳定,则需要稳定技术。本文旨在通过Fourier-Galerkin方法提出一种评估周期流敏感性的替代方法。不稳定周期轨道直接计算并连续,无需任何稳定技术。周期状态的稳定性通过Hill方法确定:Floquet分析的频域对应物。灵敏度图用于开环控制和物理不稳定性识别,直接使用投影算子的伴随进行评估。此外,我们提出了一种有效且稳健的迭代算法来求解底层线性系统。首先,将新方法应用于Lorenz系统的Feigenbaum混沌路径。其次,研究了圆柱绕流周期涡切向三维状态的过渡。这种流动情况允许通过与文献中先前的结果进行系统比较来验证灵敏度方法。最后,考虑了通过两个并排圆柱向准周期状态的转变。最后两个例子也用于测试所提迭代算法的性能。 引用于三文件 MSC公司: 76天xx 不可压缩粘性流体 76埃克斯 流体动力学稳定性 65传真 数值线性代数 关键词:敏感;Fourier-Galerkin方法;Floquet稳定性分析;不稳定的周期轨道 软件:NLvib公司;SLEPc公司;PETSc公司;自动-07P;自由Fem++;MATCONT公司;CL_MATCONT公司 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{J.Sierra}等人,J.Compute。物理学。440,文章ID 110403,21 p.(2021;Zbl 07512368) 全文: 内政部 参考文献: [1] Cvitanović,P.,以循环表示的奇异集的不变量测量,物理学。修订稿。,61, 24, 2729 (1988) [2] Shroff,G.M。;Keller,H.B.,不稳定过程的镇定:递归投影方法,SIAM J.Numer。分析。,30, 4, 1099-1120 (1993) ·Zbl 0789.65037号 [3] 雪铁龙,V。;Luchini,P。;Giannetti,F。;Auteri,F.,《通过残余复合有效稳定和加速流体流动数值模拟》,J.Compute。物理。,344, 234-246 (2017) [4] 杜德尔,E.J。;Oldeman,B.,Auto-07p:延续和分叉软件(1998) [5] Dhooge,A。;Govaerts,W。;Kuznetsov,Y.A.,MATCONT:ODE数值分岔分析的MATLAB包,ACM Trans。数学。软质。,29, 2, 141-164 (2003) ·Zbl 1070.65574号 [6] Govaerts,W。;库兹涅佐夫,Y.A。;德维特,V。;Dhooge,A。;Meijer,H。;梅斯特罗姆,W。;黎特,A。;Sautois,B.,MATCONT和CL MATCONT:Matlab中的延续工具箱(2011),Gent大学和乌得勒支大学 [7] Giannetti,F。;卡马拉,S。;Citro,V.,圆柱尾迹二次不稳定性的敏感性分析和被动控制,J.流体力学。,864, 45-72 (2019) ·Zbl 1415.76187号 [8] Giannetti,F。;卡马里,S。;Luchini,P.,圆柱尾迹二次不稳定性的结构敏感性,J.流体力学。,651, 319-337 (2010) ·Zbl 1189.76219号 [9] 卡皮图拉,T。;Promislow,K.,《非线性波的谱和动力稳定性》,第185卷(2013),Springer·Zbl 1297.37001号 [10] 吉洛,L。;Cochelin,B。;Vergez,C.,使用平滑非线性系统的二次重铸的基于泰勒级数的通用高效延拓方法,国际期刊Numer。方法工程,119,4,261-280(2019) [11] Urabe,M.,非线性周期系统的Galerkin程序,Arch。定额。机械。分析。,20, 120-152 (1965) ·Zbl 0133.35502号 [12] 克拉克,M。;Gross,J.,非线性振动问题的谐波平衡(2019),Springer·Zbl 1416.70003号 [13] Cochelin,B。;Vergez,C.,用于延续周期解的高阶纯频率谐波平衡公式,J.Sound Vib。,324, 1-2, 243-262 (2009) [14] Stokes,A.,关于非线性振荡的近似,J.Differ。Equ.、。,12, 535-558 (1972) ·兹比尔0245.34037 [15] Kuchment,P.,亚椭圆方程和全空间系统的Floquet理论,(偏微分方程的FloquetTheory(1993),Springer),103-123·Zbl 0789.35002号 [16] 库兹涅佐夫,Y.A.,《应用分叉理论的要素》,第112卷(2013年),施普林格科学与商业媒体 [17] Seydel,R.,《实用分歧和稳定性分析》,第5卷(2009年),Springer Science&Business Media [18] 周,J。;Hagiwara,T。;Araki,M.,连续时间周期系统中谐波态算符的谱特征和特征值计算,系统。对照Lett。,53, 2, 141-155 (2004) ·Zbl 1157.93352号 [19] 柯蒂斯,C。;Deconick,B.,关于Hill方法的收敛性,数学。计算。,79, 269, 169-187 (2010) ·Zbl 1205.34116号 [20] 约翰逊,医学硕士。;Zumbrun,K.,非自伴算子Hill方法的收敛性,SIAM J.Numer。分析。,50,1,64-78(2012年)·Zbl 1246.65134号 [21] Bentvelsen,B。;Lazarus,A.,《周期弹性状态下结构的模态和稳定性分析:应用于齐格勒柱》,非线性动力学。,91, 2, 1349-1370 (2018) [22] 拉扎勒斯,A。;Thomas,O.,计算动力系统周期解稳定性的基于调和的方法,C.R.,MéC。,338, 9, 510-517 (2010) ·Zbl 1223.37106号 [23] 吉洛,L。;拉扎勒斯,A。;O·托马斯。;Vergez,C。;Cochelin,B.,用于常微分系统周期解有效稳定性计算的纯基于频率的Floquet-Hill公式,J.Comput。物理。,416,第109477条pp.(2020)·Zbl 1437.65074号 [24] Giannetti,F。;Luchini,P.,《圆柱尾迹第一次不稳定性的结构敏感性》,《流体力学杂志》。,581, 167-197 (2007) ·Zbl 1115.76028号 [25] Sipp,D.,谐振腔振荡的开放式控制,J.流体力学。,708, 439 (2012) ·Zbl 1275.76089号 [26] Benzi,M。;Olshanskii,医学硕士。;Wang,Z.,《不可压缩Navier-Stokes方程的修正增广拉格朗日预条件》,国际期刊数值。《液体方法》,66,4,486-508(2011)·Zbl 1421.76152号 [27] 穆林,J。;Jolivet,P。;Marquet,O.,大型水动力稳定性分析的增广拉格朗日预条件,计算。方法应用。机械。工程,351,718-743(2019)·Zbl 1441.76069号 [28] Saad,Y.,稀疏线性系统的迭代方法,第82卷(2003年),SIAM·Zbl 1002.65042号 [29] Hecht,F.,《FreeFem++的新发展》,J.Numer。数学。,20, 3-4, 251-266 (2012) ·Zbl 1266.68090号 [30] 巴莱,S。;Abhyankar,S。;亚当斯,M。;Brown,J。;布鲁纳,P。;Buschelman,K。;达尔星。;Dener,A。;埃伊霍特,V。;Gropp,W.,《PETSc用户手册》(2019年) [31] 埃尔南德斯,V。;罗曼,J.E。;Vidal,V.,SLEPc:用于解决特征值问题的可扩展且灵活的工具包,ACM Trans。数学。软质。,31, 3, 351-362 (2005) ·Zbl 1136.65315号 [32] Fabre,D。;雪铁龙,V。;费雷拉·萨比诺,D。;Bonnefis,P。;Sierra,J。;Giannetti,F。;Pigou,M.,《关于流动不稳定性的线性和非线性全局方法的实用评论》,应用。机械。版次:70,6(2018) [33] 科莱,P。;埃克曼,J.-P。;Lanford,O.,区间上映射的通用性质,Commun。数学。物理。,76, 3, 211-254 (1980) ·Zbl 0455.58024号 [34] Williamson,C.H.K.,《圆柱尾流中的涡流动力学》,阿努。流体力学版次。,28, 1, 477-539 (1996) [35] Barkley,D。;Henderson,R.D.,圆柱尾迹的三维Floquet稳定性分析,J.流体力学。,322, 215-241 (1996) ·兹伯利0882.76028 [36] Carini,M。;Giannetti,F。;Auteri,F.,《关于两个并排圆柱尾迹触发器不稳定性的起源》,J.流体力学。,742, 552-576 (2014) [37] 水岛,J。;Ino,Y.,《并排通过一对圆柱体的流动稳定性》,《流体力学杂志》。,595, 491-507 (2008) ·Zbl 1159.76326号 [38] J.Sierra,V.Citro,F.Giannetti,D.Fabre,《利用光谱技术高效计算周期性可压缩流》,2020年,提交出版的手稿。 [39] Moore,G.,作为计算工具的Floquet理论,SIAM J.Numer。分析。,42, 6, 2522-2568 (2005) ·Zbl 1080.37017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。