一种从高速纹影图像中滤除相干波包的稳健基于物理的方法
流体动力学
2022-04-20 v1
摘要
将具有声学效率的波包从其更高能量的对流湍流对应物中精确分离，极大地促进了对射流动力学的完整理解。使用动量势理论（MPT）的近期进展已成功隔离了射流各区域的声学分量，以更好地理解动力学并发展波包模型。然而，MPT 是一种数据密集型方法，因为其固有的泊松方程求解需要整个流场中的涨落量；因此，迄今为止它仅应用于数值获得的数据。本工作发展了一种方法，将其应用扩展到从高速纹影图像中提取相干波包。该过程将纹影中的像素强度映射为沿视线积分的密度梯度的缩放替代量。使用代表广泛范围的不完全膨胀自由射流和撞击射流构型的实验与模拟纹影图像，证明了该过程的有效性。当与谱 proper 正交分解结合时，该方法产生的模态精确捕捉到（i）军用样式射流的马赫波辐射，（ii）撞击射流中反馈音调的模态形状，以及（iii）双矩形射流中的尖啸特征，而无需借助用户调节参数。该技术有潜力大幅扩展高速诊断的使用，并提供近场射流声学内容的实时监测，具有反馈控制意义。此外，尽管本研究聚焦于射流，该方法的通用性质允许直接应用于其它流动，例如腔体流-声相互作用等。
引用
@article{arxiv.2111.13747,
title = {A Robust Physics-based Method to Filter Coherent Wavepackets from High-speed Schlieren Images},
author = {Chitrarth Prasad and Datta Gaitonde},
journal= {arXiv preprint arXiv:2111.13747},
year = {2022}
}