截断流动域中的人工本征模

每当在沿流向截断的数值域上计算开放流动的线性本征模时，人为边界条件可能产生虚假压力信号，从而能够向上游位置提供不期望的扰动反馈。本文针对两种简单构型分析了此种反馈在本征模谱中的表现。首先，Ginzburg-Landau模型中明确规定的反馈被证明会产生一个虚假本征模分支，命名为“弧分支”，其强烈类似于开放剪切流计算中通常存在的特征本征模族。其次，考察了截断域中不可压缩平行射流的全局谱中的相应模分支。结果表明，这些数值模型的本征模依赖于在入口处局部k+不稳定性波的虚假强迫的存在，该强迫由似乎在出口处产生的压力信号引起。多个局部k+分支导致多个全局本征模分支。对于此处选择的特定边界处理，从出口指向入口边界的压力反馈强度被发现随数值域长度的三次方衰减。结论是，弧分支本征模是域截断的伪影，对物理分析价值有限。以非平行射流为例，展示了如何通过出口边界附近的吸收层来减少虚假反馈。