通过谐波共振体分析非线性流动中的放大机制和交叉频率相互作用
摘要：时间尺度之间的非线性相互作用导致流动具有复杂的动力学特性。本文提出了一个框架，阐明了从不同时间尺度之间的非线性相互作用产生的流动的输入-输出特性。具体而言，我们考虑一个周期变化的基本流动，并对这个基本流动的周期性扰动进行频域分析；这些扰动的响应由谐波共振器决定，这是一种类似于Wereley（1991）引入的谐波传递函数的线性算子。这种方法可以明确地捕捉到负责不同时间尺度之间能量转移的三势交互作用。例如，频率为α的扰动通过频率为ω-α的基本流动与频率为ω的扰动耦合。我们与共振振动分析建立了联系，它是谐波共振器在稳定基本流动附近进行评估时的一种特殊情况。我们展示了谐波共振器的左奇异向量和右奇异向量是最佳响应模式和驱动模式，它们可以理解为显示流动空间-时间放大特性的完整空间-时间信号。我们通过实例说明了这种方法，包括三维常微分方程系统和近失速迎角时的翼型流动。
作者：Alberto Padovan, Samuel E. Otto and Clarence W. Rowley
论文ID：1911.10179
分类：Fluid Dynamics
分类简称：physics.flu-dyn
提交时间：2023-07-19