基于模态的广义拟线性近似方法用于湍流平面库埃特流
流体动力学
2024-12-05 v2
摘要
我们研究了应用于湍流平面库埃特流的广义拟线性（GQL）近似。GQL 框架与 Cavalieri & Nogueira（Phys. Rev. Fluids 7, L102601, 2022）最近开发的 Galerkin 降阶模型（ROM）结合使用，该模型将线性化 Navier-Stokes 系统的可控性模态作为基函数，表示流中的相干结构。速度场被分解为两组：一组由高可控性模态组成，另一组由低可控性模态组成。前一组用完整的非线性方程求解，而后一组的方程被线性化。我们还考虑了一种新的 GQL 框架，其中低可控性模态的线性化方程由第一组模态的非线性相互作用驱动，这些模态以大尺度相干结构为特征。研究表明，GQL-ROM 能以相对较高的可控性阈值和更稀疏的非线性算子成功恢复完整模型的统计特性。发现驱动型 GQL-ROM 比标准 GQL 近似收敛更快，能以更多线性化模态准确描述统计特性。这表明大尺度相干结构对线性化流动结构的强迫是湍流动力学的一个重要特征，应在 GQL 模型中予以考虑。本文结果揭示，利用 GQL-ROM 可进一步实现模型降阶，这对于将这些模型推广到更大雷诺数具有重要意义。
引用
@article{arxiv.2311.14585,
title = {Modal-based generalised quasilinear approximations for turbulent plane Couette flow},
author = {Igor A. Maia and André V. G. Cavalieri},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.14585},
year = {2024}
}