孤立波下边界层的非模态稳定性分析
流体动力学
2017-09-25 v2
摘要
本文基于能量界和非模态理论，对孤立波下的底部边界层进行了稳定性分析。该流动的不稳定性机制由流向条纹与二维扰动之间的竞争构成。在较低雷诺数和早期时刻，流向条纹由于对雷诺数的二次依赖性表现出更大的放大率；而在较大雷诺数和该流动减速区域的较晚时刻，二维扰动占据主导地位，因为二维扰动的最大放大率随雷诺数呈指数增长。基于本文的发现，我们可以对（Vittori & Blondeaux 2008; Ozdemir et al. 2013）中的直接数值模拟以及（Sumer et al. 2010）中的实验结果所反映的物理机制和解释提供一些指示。此外，可以定义三个临界雷诺数，使得流动的稳定性性质在这些雷诺数下发生改变。特别地，结果表明该边界层在雷诺数为 18 时从单调稳定流动转变为非单调稳定流动。
引用
@article{arxiv.1701.00025,
title = {A nonmodal stability analysis of the boundary layer under solitary waves},
author = {Joris C. G. Verschaeve and Geir K. Pedersen and Cameron Tropea},
journal= {arXiv preprint arXiv:1701.00025},
year = {2017}
}