Stability analysis of transitional flows based on disturbance magnitude
本文提出了一种结合输入 - 输出分析与小增益定理的新稳定性判据,通过引入非线性近似模型推导出保证层流稳定的扰动速度幅值显式阈值,并在三种典型剪切流中验证了该判据在有限扰动下与实验及模拟结果的一致性,同时表明在无穷小扰动极限下可退化为线性稳定性理论。
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流体力学是研究流体如何流动、变形以及与其他物质相互作用的迷人领域。从日常的气流到浩瀚的星系演化,这一学科无处不在。在本分类中,我们聚焦于该领域的核心动态,用通俗的语言解读那些看似复杂的物理现象,让非专业读者也能领略流体世界的奇妙逻辑。
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本文提出了一种结合输入 - 输出分析与小增益定理的新稳定性判据,通过引入非线性近似模型推导出保证层流稳定的扰动速度幅值显式阈值,并在三种典型剪切流中验证了该判据在有限扰动下与实验及模拟结果的一致性,同时表明在无穷小扰动极限下可退化为线性稳定性理论。
该研究通过实验与理论分析,揭示了径向扩张液膜边缘在切断液源后的弹道运动规律、断裂机制及其与未切断状态下的相似性,并进一步探讨了边缘切断后的重新形成过程及其特征时间尺度。
该研究利用泵浦 - 探测技术观测到受限在纳米流体通道中的准二维超流氦-4 湍流在自由衰减过程中,其涡旋密度因通道壁无序地形导致的涡旋钉扎效应与弱探针流的解钉扎作用相互竞争,呈现出先遵循普适的幂律快速衰减、后转为非普适慢速衰减的复杂行为,且该现象可通过将钉扎视为速度相关有效互摩擦的数值模型成功复现。
该论文通过引入速度关联函数在大尺度上的平坦化效应及对应的“虚拟能级”概念,修正了低普朗特数下小尺度发电机理论在阈值附近的预测,成功解释了数值模拟中观察到的指数衰减现象,并给出了临界雷诺数及增长率/衰减率的定量表达式。
本文通过引入特殊内积将水下可压缩海洋的运动方程转化为自伴算子问题,构建了正交声重力模态的希尔伯特空间,从而实现了初始压力扰动在考虑静水压缩与自由表面效应下的时间域演化模拟,并证实了静水压缩效应虽小但不可忽略。
本研究通过实验与数值模拟揭示了双空化气泡相互作用产生的高速液滴动力学机制,阐明了由压力波时空特性主导的三种射流形态(锥形、伞形及喷雾状)及其转变规律,并建立了适用于无针注射等生物医学应用的射流速度与穿透距离相图。
本文在前期研究基础上,通过深入分析温度、非定常层流、驻波效应及相位变化等因素,揭示了湍流对水声波的吸收与放大机制,发现其相互作用本质上构成了水中的受激吸收与受激辐射,且该效应随频率呈周期性变化,在特定阈值外影响甚微。
本文针对现有模型无法准确描述受迫振动圆柱尾流中阻力系数特性的问题,提出了一种包含线性和非线性耦合项及平均分量的五参数扩展非线性阻力模型,并通过低雷诺数下的多工具分析验证了其准确性。
该研究通过首次将三维热盐对流模拟的普朗特数范围从扩展至恒星实际环境中的,证实了 Brown 等人(2013)的化学混合模型在跨越该参数间隙后依然成立,从而排除了普朗特数差异作为解释模型与观测之间矛盾的理由。
该研究利用四种可解释的数据驱动模型(DMD、Hankel DMD、SINDy 和 SLR)结合本征正交分解,对湍流二元流体中的界面涨落和液滴加速度进行建模,结果表明随机朗之万回归(SLR)在预测精度、模型简洁性及计算效率方面均优于其他方法,并能有效编码表面张力和液滴尺寸等物理特性。