自然与受强迫超声速双矩形喷流的谱力学动力学

我们使用谱模态分解研究自然与受强迫超声速双矩形湍流喷流的平稳、间歇和非线性动力学。我们将大涡模拟数据分解为关于主要轴和次要轴的四个反射对称组成部分。在自然喷流中，谱正交分解（SPOD）揭示了两个关于主要轴反称的共振不稳定性。称为尖啸音的两种更有活跃度的一种关于次要轴对称且稳定，另一种则为间歇。我们检验了利用流动对称性进行控制设计的假设。实现关于主要轴和次要轴对称的时周期强迫，使用等离子体激励模型，并成功地消除了来自不同对称组成部分的尖啸。我们使用扩展的二色谱模态分解（BMD）来调查受强迫喷流的谱峰，其中二色谱被单位所限制，并条件性地恢复 SPOD。我们解释谐波峰出现的原因是四组关于反射对称性的三角相互作用形成的相互交织的三角网络。来自活性三角组的 BMD 模态提炼出由多个耦合不稳定性组成的有序结构，包括 Kelvin-Helmholtz、核模式和导向喷流模式（G-JM）。向下传播的核模式可关于主要轴对称或反称，而负责尖啸闭合（Edgington-Mitchell 等，2022，JFM）的向上传播的 G-JM 仅为反称。G-JM 对对称性的依赖从圆形喷流的方位对称性转向双矩形喷流的二面体群对称性，解释了为何双喷流仅表现出反称尖啸模式。