使用谐波响应分析识别可压缩腔体流中的交叉频率相互作用
流体动力学
2024-12-16 v1
摘要
响应分析揭示了流体中最差情况扰动和最被放大的响应，这些扰动可在流体围绕静止基态展开。Padovan 等人 (2020) 最近的工作将经典响应分析扩展到谐波响应分析框架，通过纳入基流的时间变化性。谐波响应分析能够通过特定频率下的基流捕捉两个不同频率之间扰动的三频相互作用。谐波响应算子的奇异值充当了由奇异向量提供的时空强迫与响应之间的增益。在本研究中，我们基于线性化 Navier 斯托克斯方程 (即算子形式) 建立了可压缩流的谐波响应分析框架。我们通过应用于低马赫数气流过气流翼来验证该方法。进一步说明该方法应用于马赫数为 0.6 和 0.8 的可压缩腔体流，长度-深度比为 。对于马赫数为 0.6 的腔体流，谐波响应分析揭示了非线性交叉频率相互作用主导了扰动在非线性流中导频模的谐波频率上的放大。这些发现表明，交叉频率相互作用在流动中通过从慢演化模式向快演化模式的能量传递中，表现出一种物理上一致的表示。对于马赫数为 0.8 的腔体流，分析也阐明了在两个共存共振的腔体流中交叉频率相互作用的本质。
引用
@article{arxiv.2406.07705,
title = {Identification of cross-frequency interactions in compressible cavity flow using harmonic resolvent analysis},
author = {Md Rashidul Islam and Yiyang Sun},
journal= {arXiv preprint arXiv:2406.07705},
year = {2024}
}