周期流动均值阻抗分析的无 adjoint 方法
流体动力学
2025-10-16 v3
摘要
均值阻抗算子在频率域预测对强迫的均值线性响应，因此提供了时间可变流动在统计稳态 regime下(input-output动力学的最优线性时不变近似(Leclercq & Sipp 2023)。本文引入了一种用于周期流动的均值阻抗分析的无 adjoint 投影基方法。为评估投影方法相对于子空间维度的收敛性，我们还实现了基于谐波阻抗框架的adjoint 方法(Wereley & Hall 1990, 1991; Padovan等 2020)。无adjoint和adjoint方法都可以以矩阵无关的方式实现，使用时间步进器。在弱非稳态基流情况下，均值流阻抗在定性上近似均值阻抗的主导响应峰，但完全无法捕捉次要响应峰。在强非稳态基流情况下，即使是均值阻抗与涡旋配对相关的主导响应峰，也被均值流阻抗错误地捕获。投影方法在弱非稳态情况下子空间维度为10即可收敛，但在强非稳态情况下需要至少100个模态才能获得定量预测。然而，在这种情况下，使用子空间维度为1即可正确识别主导响应峰。
关键词
引用
@article{arxiv.2503.08401,
title = {Adjoint-free method for mean resolvent analysis of periodic flows},
author = {Alessandro Bongarzone and Cédric Content and Denis Sipp and Colin Leclercq},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.08401},
year = {2025}
}