相邻双侧边盖驱动方腔流动的三维线性整体稳定性

作     者：胡军 李杰权 HU Jun;LI Jie-quan

作者机构：北京应用物理与计算数学研究所计算物理实验室北京100088 

出 版 物：《气体物理》 (Physics of Gases)

年 卷 期：2018年第3卷第3期

页      面：1-8页

学科分类：080704[工学-流体机械及工程] 080103[工学-流体力学] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(11672046 11771054) 中国工程物理研究院科学发展基金(2015B0201037) 计算物理实验室基金 

主　　题：边盖驱动方腔流动 整体稳定性 临界Reynolds数 行波模态 Taylor—Hood有限元 

摘      要：文章考察了相邻双侧边盖驱动方腔流动(即上壁面向右运动和左侧壁面向下运动)的三维线性整体稳定性.首先,采用Taylor-Hood有限元方法并经由Newton迭代过程计算得到双侧边盖驱动方腔流动的二维稳态基本流.其次, Taylor-Hood有限元在Chebyshev Gauss配置点上进行离散,同时Gauss配置点也可以用于线性稳定性方程的高阶有限差分格式离散.然后,离散得到的矩阵形式的广义特征值问题可以结合shift-and-invert算法采用隐式重启Arnoldi方法计算.最后,通过对线性稳定性方程特征值的计算,发现了一个最不稳定的驻定模态和两对对称行波模态.最不稳定的三维驻定模态的临界Reynolds数为Re_c=261.5,远远小于二维不稳定的临界Reynolds数Re_c^(2d)=1 061.7.通过画出这3类三维不稳定模态的流向扰动速度和扰动涡量的空间等值面图像,可以发现不稳定扰动位于稳态基本流的两个主涡区域,因此可以认为主涡区域是三维扰动失稳的主要能量来源地.