平面尾流与渠道流中线性波的色散到非色散转变及相速度瞬态
流体动力学
2016-03-23 v2
摘要
在本研究中，我们分析了两种剪切流——平面渠道流和尾流——中三维线性行波的相速度和群速度。这是通过在给定雷诺数下改变波数在一个大区间内的值来进行的，对于尾流和渠道流，雷诺数范围分别为 20-100、1000-8000。给出了可能存在与长短波长范围相关的色散和非色散效应的证据。我们求解了 Orr-Sommerfeld 和 Squire 特征值问题并观测了最不稳定模态。显然，在低波数下，谱左支的最不稳定特征模态以色散方式表现。相反，如果波数高于特定阈值，可观测到急剧的色散到非色散转变。在此转变之外，主导模态属于谱的右支。我们还考虑了小三维行波的相速度瞬态行为。在选定初始条件后，我们表明瞬态的形状高度依赖于转变波长阈值。我们证明相速度可以以等于特征值谱频率宽度的频率振荡。此外，给出了扰动场具有中间自相似性的证据。
引用
@article{arxiv.1504.05375,
title = {Dispersive to non-dispersive transition and phase velocity transient for linear waves in plane wake and channel flows},
author = {Francesca De Santi and Federico Fraternale and Daniela Tordella},
journal= {arXiv preprint arXiv:1504.05375},
year = {2016}
}
备注
19 pages, 11 figures. Text and discussion improved with respect to the first version. Accepted for publication on Physical Review E