复杂时间周期流动的动量分析
流体动力学
2024-01-25 v1
摘要
已有若干方法被提出来刻画湍流尾流中的复杂相互作用，尤其针对具有强周期性动力学的流动。本文引入傅里叶平均 Navier-Stokes（FANS）方程的概念，作为获取复杂相干尾流相互作用动力学直接洞察的框架。该方法通过识别在不同时间尺度上贡献于动量输运的项，简化流动物理的解释。该方法还允许对 Navier-Stokes 方程中各项的非线性相互作用进行直接解释。通过分析已知案例，对 FANS 的特性进行了评估。特别地，我们聚焦于这些项作为不同时间尺度模态间相互作用关系的物理解释。通过与既有物理及其他方法的比较，FANS 被证明能够通过提取有关贡献的压力、对流和扩散力的信息，提供模态间动量传递的洞察。FANS 利用动量守恒原理和傅里叶分析，提供一组易于计算且易解释的方程组来分析流动物理。该方法适用于具有复杂周期波形的流动，包括宽带谱能量分布。
引用
@article{arxiv.2302.08025,
title = {Momentum analysis of complex time-periodic flows},
author = {Benjamin R. S. Freeman and Robert J. Martinuzzi and Arman Hemmati},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.08025},
year = {2024}
}
备注
28 pages, 23 figures. Submitted to the Journal of Fluid Mechanics