利用模态分解表征相干结构能量传递与尺度间输运的方法
流体动力学
2021-12-17 v1
摘要
开发了一种方法来量化与相干结构相关的特定尺度的动能传递与输运。相干运动通过多尺度流的三重分解来表征，并用于定义平均、相干和随机动能。单个相干结构的特定尺度通过模态分解来识别，由此总相干速度被分离为一组根据基于频率的模态尺度分类的速度，以嵌入谱特性。这组尺度特定的相干速度用于识别尺度特定的相干动能，其量化了特定尺度的动能，以及尺度特定相干动能的平衡方程。每个方程包含具有速度三元组的项，其表示尺度间传递。该方法在方柱尾流中进行了评估，其中流的尺度与涡脱落相关。尺度特定的尺度间传递识别出近尾流中初始的动能从涡脱落传递到与涡脱落高次谐波相关的尺度。在远尾流中，尺度间传递是均匀的，并在许多频率上发生。虽然尺度间传递在一系列尺度上被识别，但相干动能的尺度特定输运、对流和耗散仅与最大的主导尺度相关。尾流经受不同频率的非定常来流，以识别由其他频率引起的尺度间传递和相干动能的变化。
引用
@article{arxiv.2112.08452,
title = {A methodology to characterize the energy transfer and inter-scale transport of coherent structures using mode decomposition},
author = {Daniel Foti},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.08452},
year = {2021}
}