تحلیل پایداری جریان داخل حفره با استفاده از روش تجزیه مودهای دینامیکی

آشکارسازی و کمی سازی ساختارهای مختلف جریان یکی از چالشهای مطالعه جریانهای پیچیده است. آنالیز مودال یک تکنیک ریاضی برای استخراج مودهای مهم فیزیکی جریان سیال است. ویژگیهای (ساختار) فضایی۱ جریان، مودهای فضایی نامیده میشوند. این مودها با مقادیر مشخصهای همراه هستند که نشاندهنده سطوح محتوای انرژی۲ یا نرخ رشد۳ و فرکانس۴ آنها است. برقراری ارتباط بین مودهای استخراج شده از آنالیز مودال و ساختارهای نوسانی و گردابی یک چالش مهم است. هدف این مطالعه آنالیز مودال جریان به روش تجزیه مودهای دینامیکی است. در این مطالعه آنالیز مودال مساله حفره برای بررسی انتخاب شده است. مودهای مختلف این جریان استخراج شده و رفتار زمانی هر یک مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج حاکی از آن است که روش DMD یک ابزار قدرتمند برای استخراج ساختارهای مهم و غالب جریان از لحاظ دینامیکی است. ضمنا این روش قابلیت ارایه مقیاس زمانی شامل فرکانس و دامنه نوسان هر ساختار را دارد. نتایج حاکی از آن است که مود دوم و سوم فرکانس غالب مساله که برابر ۶۴,۰ و ۲۴,۱ هرتز است را استخراج میکنند. ضمنا نتایج تحلیل DMD نشان داد مود دوم رفتاری ناپایدار داشته در حالی که مود سوم رفتاری نوسانی با نرخ اضمحلال کم از خود نشان میدهد.