Детектирование когерентных структур в потоках с использованием сингулярного разложения

Аннотация

Работа посвящена актуальной проблеме – развитию методов диагностики и управления тепломассообменом в турбулентных сдвиговых течениях с использованием современного оптоэлектронного оборудования и математических методов анализа больших массивов данных. Объектом исследования являлось модельное течение – осесимметричная струя, натекающая перпендикулярно на плоскую преграду. Исследование динамики потока выполнено в естественных условиях и при внешнем периодическом возмущении расхода струи.
С использованием КМОП камеры и высокомощного импульсного твердотельного Nd:АИГ лазера с высокой частотой следования импульсов были проведены измерения реализаций поля скорости в продольном сечении потока. На основе реализованных и отлаженных математических алгоритмов, основанных на сингулярном разложении матрицы данных, проведен анализ когерентных пульсаций скорости потока. При этом детальный анализ позволил впервые в мировой практике проанализировать влияние модуляции амплитуды на динамику потока и выявить усиление более старших гармоник вследствие нелинейного взаимодействия вихрей, образующихся на частоте основных гармоник внешнего воздействия. Также важно отметить, что реализованные алгоритмы позволяют количественно оценивать кинетическую энергию пульсаций скорости, соответствующих различным гармоникам и когерентным структурам.

Дата присуждения	22 июн. 2021
Язык оригинала	русский
Учреждение	Новосибирский государственный университет
Руководитель	Владимир Михайлович Дулин (Научный руководитель)