Algebraic disturbance growth by interaction of Orr and lift-up mechanisms
Algebraic disturbance growth by interaction of Orr and lift-up mechanisms
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Orr 和提升机制相互作用的代数扰动增长
DOI：
10.1017/jfm.2017.557
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发表时间：
--
影响因子：
3.7
通讯作者：
M.J.P.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
M.J.P.
本文用最优化方法研究了空间发展边界层流中的代数扰动增长。该方法建立在抛物化稳定性方程的框架上，避免了与基于伴随的方案相关的一些限制。在Blasius边界层中，非平行效应显示出由于代数增长机制而显著增强的能量增益。与平行流相反，最具能量的扰动具有有限的频率，并且由奥尔和升力机制的同时活动产生。最高放大发生在参数空间的有限区域中，其特征在于扰动的波数和频率之间的线性关系。最高度放大的扰动的频率随雷诺数而减小。逆流向压力梯度进一步增强了扰动的放大，同时保持了最具能量扰动的波数和频率之间的线性趋势。
Algebraic disturbance growth in spatially developing boundary-layer flows is investigated using an optimization approach. The methodology builds on the framework of the parabolized stability equations and avoids some of the limitations associated with adjoint-based schemes. In the Blasius boundary layer, non-parallel effects are shown to significantly enhance the energy gain due to algebraic growth mechanisms. In contrast to parallel flow, the most energetic perturbations have finite frequency and are generated by the simultaneous activity of the Orr and lift-up mechanisms. The highest amplification occurs in a limited region of the parameter space that is characterized by a linear relation between the wavenumber and frequency of the disturbances. The frequency of the most highly amplified perturbations decreases with Reynolds number. Adverse streamwise pressure gradient further enhances the amplification of disturbances while preserving the linear trend between the wavenumber and frequency of the most energetic perturbations.
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