Global Stability of Fluid Flows Despite Transient Growth of Energy.
Global Stability of Fluid Flows Despite Transient Growth of Energy.
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尽管能量短暂增长，但流体流动的整体稳定性。
DOI：
10.1103/physrevlett.128.204502
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发表时间：
2022
影响因子：
8.6
通讯作者：
Fuentes F
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Fuentes F
层流的非线性稳定性是流体动力学中的一个核心挑战。过去的结果依赖于扰动能量或类似的二次广义能量的单调减少。没有一个显示出稳定的许多流动，似乎是稳定的，尽管这些能量增长短暂。这里提出了一种广泛适用的方法来验证这种流动的全局稳定性。它使用多项式优化计算来构造单调递减的非二次李雅普诺夫函数。用该方法验证了雷诺数大于Orr在1907年提出的能量稳定性阈值时二维平面Couette流的全局稳定性[理想液体和粘性液体定常运动的稳定性和不稳定性]。第二部分：粘性液体，程序R。Ir.Acad. A节27，69（1907）]。这是第一个全局稳定性的结果，任何流，超过了能量方法。
Verifying nonlinear stability of a laminar fluid flow against all perturbations is a central challenge in fluid dynamics. Past results rely on monotonic decrease of a perturbation energy or a similar quadratic generalized energy. None show stability for the many flows that seem to be stable despite these energies growing transiently. Here a broadly applicable method to verify global stability of such flows is presented. It uses polynomial optimization computations to construct nonquadratic Lyapunov functions that decrease monotonically. The method is used to verify global stability of 2D plane Couette flow at Reynolds numbers above the the energy stability threshold found by Orr in 1907 [The stability or instability of the steady motions of a perfect liquid and of a viscous liquid. Part II: A viscous liquid, Proc. R. Ir. Acad. Sect. A 27, 69 (1907)]. This is the first global stability result for any flow that surpasses the energy method.
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--
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--
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通讯作者：
J. Bedrossian;P. Germain;N. Masmoudi