从薄板到 Ahmed 体：矩形棱柱的线性与弱非线性稳定性
流体动力学
2023-07-19 v1
摘要
我们研究三维矩形棱柱后层流尾流的稳定性。宽高比设为 ，而长高比 涵盖了从薄板到细长 Ahmed 体的广泛几何形状。首先，全局线性稳定性分析给出一系列叉式分岔和 Hopf 分岔：（i）在较低雷诺数 下，两个定常模态 和 失稳，分别打破上/下和左/右平面对称性；（ii）在较大 下，两个振荡模态失稳，且同样各自打破两种对称性之一。这四种模态的临界 随 增大而升高，定性地再现了轴对称尾流（如薄圆盘、球体和子弹形体）中定常与振荡分岔的趋势。接下来，基于两个定常模态 和 的弱非线性分析给出耦合振幅方程。对于 Ahmed 体，随着 增大，态 先出现，随后是态 。虽然这两种态存在双稳区间，但仅 在较大 下保持稳定，类似于湍流区中观察到的静态尾流偏转（跨越较大底部尺寸）。该分岔序列，包括双稳和滞回，通过完全非线性直接数值模拟得到验证，并证明在常见 Ahmed 体的 和 变化范围内具有鲁棒性。
引用
@article{arxiv.2209.13980,
title = {From thin plates to Ahmed bodies: linear and weakly non-linear stability of rectangular prisms},
author = {G. A. Zampogna and E. Boujo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.13980},
year = {2023}
}