柔性壁附近双层振荡流的 Floquet 稳定性分析
流体动力学
2025-09-03 v1 数学物理
math.MP
摘要
我们研究了两层流体在平行于分隔它们的柔性壁的方向上发生振荡时的线性 Floquet 稳定性。这一典型构型受脊髓空洞症/积水受试者脊髓管中脑脊液流动的启发。分析聚焦于失稳发生的临界条件，以及这些条件如何依赖于扰动的空间波长和控制参数的值（两个通道宽度、雷诺数和壁面刚度）。发现不稳定扰动与基流同步振荡。最不稳定扰动的波长量级为基本振荡运动的行程长度，其强烈依赖于壁面刚度，但仅受通道宽度和雷诺数的微弱影响。一般而言，在临界附近，发现增大雷诺数具有 destabilizing（失稳）效应，减小管宽则稳定该不稳定性。另一方面，壁面刚度具有非单调效应，表现出使不稳定性被最大放大的中间值。本分析是朝着更好理解支配许多涉及柔壁附近振荡流的（生物）流体力学问题的物理机制的第一步。
引用
@article{arxiv.2310.13957,
title = {Floquet stability analysis of a two-layer oscillatory flow near a flexible wall},
author = {Antonio J Bárcenas-Luque and Wilfried Coenen and Cándido Gutiérrez-Montes and Carlos Martínez-Bazán},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.13957},
year = {2025}
}