热声激波中的谱能量级联
流体动力学
2017-11-22 v4
摘要
我们对热声放大的准平面非线性波进行了理论与数值研究，该波在可变截面、长 2.58 m 的环形谐振腔中被驱动至激波形成的极限；该谐振腔通过特征值分析设计，以最大化二次谐波（265 Hz）的增长率。高阶非结构全可压缩 Navier-Stokes 模拟揭示了三种状态的存在：(i) 由线性热声学控制的单色谐波增长；(ii) 以非线性能量级联为特征的分层谱增宽；(iii) 激波主导的极限环，其中能量产生与在捕获的激波厚度尺度上发生的耗散相平衡。我们基于第一性原理控制方程对这些热声波放大状态进行了建模，并阐明了能量密度产生及饱和至极限环的物理机制。
引用
@article{arxiv.1701.08133,
title = {Spectral energy cascade in thermoacoustic shock waves},
author = {Prateek Gupta and Guido Lodato and Carlo Scalo},
journal= {arXiv preprint arXiv:1701.08133},
year = {2017}
}