本项目研究思想上结合现代偏微分方程和动力系统理论,基于实验,研究开放流场对应Navier-Stokes方程(NSE)的动力学行为。按目前我们提出的实验分析思想,研究分成(1)空间动力学行为分析,基于同NSE等价的动量、能量等意义上的各类空间全局关系式研究NSE的局部和全局动力学机制;(2)多尺度分析,基于(1)中的各类全局关系式,基于磨光算子及Littlewood-Paley分解研究流动尺度的划
本项目研究思想上结合现代偏微分方程和动力系统理论,基于实验,研究真实开放流场对应Navier-Stokes 方程(NSE)的空间动力学行为。我们目前提出的空间动力学分析包括物理有界吸引子、全局能量关系式、空间相位斑图以及NSE非线性的局部行为等方面,意于研究真实开放流场全局和局部空间动力学行为。通过对轴对称剪切流、变密度圆射流、平面对称剪切流以及低Reynolds数圆柱尾迹的空间动力学行为分析,我们获得开放流场对应NSE全局空间动力学行为的认识可归结如下。(1)一维全局能量关系所定义的三类机制具有以下典型对比关系(a)旋涡配对归并过程对应的能量传递机制,对应线性和线性-非线性机制的占优;(b)射流柱自激励振荡对应的能量共振机制,对应线性-非线性机制同线性机制和非线性机制的相抵作用。(2)三类机制的对比关系同空间相位斑图间的关系(a)有序斑图对应线性和线性-非线性机制;(b)无序斑图对应非线性机制;(c)随空间发展,非线性机制最终占优且对应于空间相位关联的消失。本项研究的思想及方法不同于业内相关研究,可能为开放流场湍流生成机制方面的研究提供一种新的途径。