PofoliaPofolia ile paylaşıldı

Journal of Fluid Mechanics· 2018Q1

Spektral POD: Akışkan Akış Analizi İçin Birleşik Bir Çerçeve

Spectral proper orthogonal decomposition and its relationship to dynamic mode decomposition and resolvent analysis

Aaron Towne, Oliver T. Schmidt, Tim Colonius

Kısa özet

Spektral Dikgen Ayrıştırma (SPOD), türbülanslı akışlardaki tutarlı uzay-zaman yapılarını belirlemek için yeniden tanıtılmış ve Dinamik Mod Ayrıştırma (DMD) ile çözücü analizi ile birleştirilmiştir.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Ana noktalar

  • Spektral Dikgen Ayrıştırma (SPOD), istatistiksel olarak durağan türbülanslı akışlardaki tutarlı uzay-zaman yapılarını belirler ve her mod tek bir frekansta salınır.
  • SPOD modlarının, durağan akışlar için optimal olarak ortalaması alınmış Dinamik Mod Ayrıştırma (DMD) modları olduğu gösterilmiştir.
  • SPOD ve çözücü modları, ilişkisiz genişletme katsayıları koşulu altında özdeştir.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Özet (abstract)

We consider the frequency domain form of proper orthogonal decomposition (POD), called spectral proper orthogonal decomposition (SPOD). Spectral POD is derived from a space–time POD problem for statistically stationary flows and leads to modes that each oscillate at a single frequency. This form of POD goes back to the original work of Lumley ( Stochastic Tools in Turbulence , Academic Press, 1970), but has been overshadowed by a space-only form of POD since the 1990s. We clarify the relationship between these two forms of POD and show that SPOD modes represent structures that evolve coherently in space and time, while space-only POD modes in general do not. We also establish a relationship between SPOD and dynamic mode decomposition (DMD); we show that SPOD modes are in fact optimally averaged DMD modes obtained from an ensemble DMD problem for stationary flows. Accordingly, SPOD modes represent structures that are dynamic in the same sense as DMD modes but also optimally account for the statistical variability of turbulent flows. Finally, we establish a connection between SPOD and resolvent analysis. The key observation is that the resolvent-mode expansion coefficients must be regarded as statistical quantities to ensure convergent approximations of the flow statistics. When the expansion coefficients are uncorrelated, we show that SPOD and resolvent modes are identical. Our theoretical results and the overall utility of SPOD are demonstrated using two example problems: the complex Ginzburg–Landau equation and a turbulent jet.

Yazarların özeti; kaynağından alınmıştır. Journal of Fluid Mechanics, 2018 · DOI ↗

ÇıkarımlarPremium
Makaleye SorÜcretsiz hesapla

Ücretsiz hesapla devam et

Makaleye Sor ile bu makaleye günde 3 soru ücretsiz; makaleyi kaydet, kaynakçasını al, ilgi alanına göre her gün yeni özetler. Çıkarımlar Premium.

Web'de ücretsiz devam et

Google ya da Apple hesabınla giriş; kart istemez. Bu makaleye geri dönersin.

Telefonda:

Alan: İstatistiksel ve Doğrusal Olmayan Fizik

Statistical and Nonlinear PhysicsPhysics and Astronomy