On temporal stability of the Poiseuille flow in a channel of elliptic cross-section
О временной устойчивости течения Пуазейля в канале эллиптического сечения

Kirill Vyacheslavovich Demyanko, Keldysh Institute of Applied Mathematics
2018 Keldysh Institute Preprints  
К. В. Демьянко О временной устойчивости течения Пуазейля в канале эллиптического сечения Аннотация. Описана численная модель для исследования временной устойчивости течения Пуазейля в канале постоянного эллиптического сечения, включая, алгоритм расчета максимальной амплификации средней плотности кинетической энергии возмущений с использованием спектральной редукции, позволяющей существенно сократить вычислительные затраты и исключить возмущения, обусловленные погрешностью аппроксимации.
more » ... роксимации. Рассчитана максимальная амплификация средней плотности кинетической энергии возмущений для канала круглого и эллиптического сечения. Показано, что её абсолютный максимум в случаях круглого и эллиптического сечения достигается на возмущениях различных симметрий. Ключевые слова: гидродинамическая устойчивость, максимальная амплификация средней плотности кинетической энергии возмущений, спектральная редукция, канал эллиптического сечения K. V. Demyanko On temporal stability of the Poiseuille flow in a channel of elliptic cross-section Abstract. A numerical model for the temporal stability analysis of the Poiseuille flow in a channel of constant elliptic cross-section is described, including an algorithm for computing the maximum possible amplification of the average kinetic energy density of disturbances with the use of a spectral reduction. This reduction allows us to significantly reduce the computational costs as well as to eliminate spurious disturbances associated with the approximation errors. The maximum amplification of the average kinetic energy density of disturbances is computed for channels with round and elliptic cross-sections. It is shown that its absolute maximum in the case of the round and elliptic channel cross-sections is attained on disturbances which possess different symmetries. Key words: hydrodynamic stability, maximum possible amplification of the average kinetic energy density of disturbances, spectral reduction, channel of elliptic cross-section Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 16-31-60092).
doi:10.20948/prepr-2018-278 fatcat:pqamfidskjekzio6rzzhfodg7y