基于抛物化 Floquet 方程模拟边界层流中的模态相互作用
流体动力学
2019-02-06 v3
摘要
在本文中，我们基于逐次线性化建立了一个模型，用以研究边界层流中不同模态之间的相互作用。我们的方法包含两步。首先，我们用由线性抛物化稳定性方程（PSE）产生的扰动场扩充 Blasius 边界层剖面，以获得修正的基流；其次，我们利用 Floquet 分解，通过一系列线性推进来捕捉模态相互作用对流动涨落空间演化的影响。所得的抛物化 Floquet 方程（PFE）可方便地向下游推进，以考察缓慢变化剪切流中不同模态之间的相互作用。我们将该框架应用于边界层转捩的两个典型情形：由指数不稳定性引发的 H 型转捩情景，以及由抬升机制触发的流向拉长的层流条纹。我们证明 PFE 能够捕捉各次谐波的增长，并与直接数值模拟和实验结果高度吻合。
引用
@article{arxiv.1712.02024,
title = {Modeling mode interactions in boundary layer flows via the Parabolized Floquet Equations},
author = {Wei Ran and Armin Zare and M. J. Philipp Hack and Mihailo R. Jovanović},
journal= {arXiv preprint arXiv:1712.02024},
year = {2019}
}
备注
To appear in Phys. Rev. Fluids