Nonlinear stability analysis of transitional flows using quadratic constraints

نویسندگان

چکیده

The dynamics of transitional flows are governed by an interplay between the non-normal linear and quadratic nonlinearity in incompressible Navier-Stokes equations. In this work, we propose a framework for nonlinear stability analysis that exploits fact flow interactions constrained physics encoded nonlinearity. particular, show problems can be posed as convex feasibility optimization based on Lyapunov matrix inequalities, set constraints represent physics. proposed used to conduct global stability, local transient energy growth analysis. approach is demonstrated low-dimensional Waleffe-Kim-Hamilton model transition sustained turbulence. Our correctly determines critical Reynolds number instability. For analysis, estimate size region attraction well amplitude largest permissible perturbation such all trajectories converge back equilibrium point. Additionally, predict bounds maximum growth. Finally, careful multipliers enforce extract dominant drive associated instabilities.

برای دانلود باید عضویت طلایی داشته باشید

برای دانلود متن کامل این مقاله و بیش از 32 میلیون مقاله دیگر ابتدا ثبت نام کنید

اگر عضو سایت هستید لطفا وارد حساب کاربری خود شوید

منابع مشابه

Exponential Stability Analysis via Integral Quadratic Constraints

The theory of integral quadratic constraints (IQCs) allows verification of stability and gain-bound properties of systems containing nonlinear or uncertain elements. Gain bounds often imply exponential stability, but it can be challenging to compute useful numerical bounds on the exponential decay rate. This work presents a generalization of the classical IQC results of Megretski and Rantzer [1...

متن کامل

rodbar dam slope stability analysis using neural networks

در این تحقیق شبکه عصبی مصنوعی برای پیش بینی مقادیر ضریب اطمینان و فاکتور ایمنی بحرانی سدهای خاکی ناهمگن ضمن در نظر گرفتن تاثیر نیروی اینرسی زلزله ارائه شده است. ورودی های مدل شامل ارتفاع سد و زاویه شیب بالا دست، ضریب زلزله، ارتفاع آب، پارامترهای مقاومتی هسته و پوسته و خروجی های آن شامل ضریب اطمینان می شود. مهمترین پارامتر مورد نظر در تحلیل پایداری شیب، بدست آوردن فاکتور ایمنی است. در این تحقیق ...

SOLVING NONLINEAR KLEIN-GORDON EQUATION WITH A QUADRATIC NONLINEAR TERM USING HOMOTOPY ANALYSIS METHOD

In this paper, nonlinear Klein-Gordon equation with quadratic term is solved by means of an analytic technique, namely the Homotopy analysis method (HAM).Comparisons are made between the Adomian decomposition method (ADM), the exact solution and homotopy analysis method. The results reveal that the proposed method is very effective and simple.

متن کامل

analysis of ruin probability for insurance companies using markov chain

در این پایان نامه نشان داده ایم که چگونه می توان مدل ریسک بیمه ای اسپیرر اندرسون را به کمک زنجیره های مارکوف تعریف کرد. سپس به کمک روش های آنالیز ماتریسی احتمال برشکستگی ، میزان مازاد در هنگام برشکستگی و میزان کسری بودجه در زمان وقوع برشکستگی را محاسبه کرده ایم. هدف ما در این پایان نامه بسیار محاسباتی و کاربردی تر از روش های است که در گذشته برای محاسبه این احتمال ارائه شده است. در ابتدا ما نشا...

15 صفحه اول

Nonlinear Stability of Two – Layer Flows ∗

We study the dynamics of two–layer, stratified shallow water flows. This is a model in which two scenarios for eventual mixing of stratified flows (shear-instability and internal breaking waves) are, in principle, possible. We find that unforced flows cannot reach the threshold of shearinstability, at least without breaking first. This is a fully nonlinear stability result for a model of strati...

متن کامل

ذخیره در منابع من


  با ذخیره ی این منبع در منابع من، دسترسی به آن را برای استفاده های بعدی آسان تر کنید

ژورنال

عنوان ژورنال: Physical review fluids

سال: 2021

ISSN: ['2469-9918', '2469-990X']

DOI: https://doi.org/10.1103/physrevfluids.6.044401