湍流尾流中大尺度结构的混沌动力学
流体动力学
2017-03-22 v2 混沌动力学
摘要
通过高频壁面压力探针映射模型后部和水平二维速度场，在风洞中实验研究了方形后部 Ahmed 车身下游三维双模态湍流尾流的动力学。发现模型后部压力分布的质心和再循环强度高度相关。两者都描述了最 energetic 的大尺度结构动力学，证实了大尺度再循环泡与其壁面压力足迹之间的关系。聚焦于压力，其质心轨迹具有随机行为，但其低频动力学表现出弱奇异混沌吸引子系统的特征，具有两个定义明确的吸引子。随后分析了与大尺度结构相关的低频动力学。首先估计最大 Lyapunov 指数，得出一个低的正值，这是奇异吸引子和弱混沌系统的特征。之后，通过分析时间序列的自相关函数，我们计算出大于二的关联维数。最后将信号转换并作为电报信号进行分析，表明其动力学对应于准随机电报信号。这是首次证明湍流三维尾流的低频动力学不是纯粹的随机过程，而是表现出奇异吸引子的弱混沌过程。从流动控制的角度来看，这也为旨在稳定尾流和控制尾流质心动力学的更简单的闭环流动控制策略开辟了道路。
引用
@article{arxiv.1607.07315,
title = {The chaotic dynamics of large-scale structures in a turbulent wake},
author = {Eliott Varon and Yoann Eulalie and Stephie Edwige and Philippe Gilotte and Jean-Luc Aider},
journal= {arXiv preprint arXiv:1607.07315},
year = {2017}
}
备注
This second version presents a more detailed study of the wake dynamics, adding sections and references, leading to a slightly revised conclusion. 10 pages, 17 figures