Medidas Caóticas como una Alternativa a las Medidas Espectrales para Analizar el Flujo Turbulento
Autores: Ho, Richard D. J. G.; Clark, Daniel; Berera, Arjun
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Medidas Caóticas como una Alternativa a las Medidas Espectrales para Analizar el Flujo Turbulento
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Astronomía
Palabras clave
Turbulencia
Características caóticas
Estudio
Caos
Simulación numérica directa
SND
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 9
Citaciones: Sin citaciones
La turbulencia tiene características caóticas asociadas. En las últimas décadas, ha habido un creciente interés en el estudio de estas características como un medio alternativo para entender los sistemas turbulentos. Nuestra propia contribución a este esfuerzo es participar en los estudios iniciales del caos en el flujo euleriano utilizando simulación numérica directa (DNS). En esta revisión, discutimos el progreso logrado en la comunidad de turbulencia en la comprensión de medidas caóticas, incluyendo nuestro propio trabajo. Una relación central entre la turbulencia y el caos es una de Ruelle que conecta el exponente de Lyapunov máximo y el número de Reynolds. Los primeros estudios de DNS, entre los cuales se encuentra el nuestro, en obtener esta relación han demostrado la viabilidad de los estudios de simulación caótica del flujo euleriano. Tales medidas caóticas y la metodología de simulación asociada proporcionan un medio alternativo para investigar el flujo turbulento. Basándonos en esto, analizamos el exponente de Lyapunov en tiempo finito (FTLE) y estudiamos sus fluctuaciones; encontramos que las medidas caóticas podrían cuantificarse con precisión incluso en tamaños de caja de simulación pequeños donde para tamaños comparativos las medidas espectrales serían inconclusas. Además, destacamos aplicaciones de medidas caóticas en el análisis del comportamiento de transición de fase en el flujo turbulento y en sistemas turbulentos de capa delgada bidimensionales. Este trabajo muestra que las medidas caóticas son una excelente herramienta que se puede utilizar junto con medidas espectrales en el estudio del flujo turbulento.
Descripción
La turbulencia tiene características caóticas asociadas. En las últimas décadas, ha habido un creciente interés en el estudio de estas características como un medio alternativo para entender los sistemas turbulentos. Nuestra propia contribución a este esfuerzo es participar en los estudios iniciales del caos en el flujo euleriano utilizando simulación numérica directa (DNS). En esta revisión, discutimos el progreso logrado en la comunidad de turbulencia en la comprensión de medidas caóticas, incluyendo nuestro propio trabajo. Una relación central entre la turbulencia y el caos es una de Ruelle que conecta el exponente de Lyapunov máximo y el número de Reynolds. Los primeros estudios de DNS, entre los cuales se encuentra el nuestro, en obtener esta relación han demostrado la viabilidad de los estudios de simulación caótica del flujo euleriano. Tales medidas caóticas y la metodología de simulación asociada proporcionan un medio alternativo para investigar el flujo turbulento. Basándonos en esto, analizamos el exponente de Lyapunov en tiempo finito (FTLE) y estudiamos sus fluctuaciones; encontramos que las medidas caóticas podrían cuantificarse con precisión incluso en tamaños de caja de simulación pequeños donde para tamaños comparativos las medidas espectrales serían inconclusas. Además, destacamos aplicaciones de medidas caóticas en el análisis del comportamiento de transición de fase en el flujo turbulento y en sistemas turbulentos de capa delgada bidimensionales. Este trabajo muestra que las medidas caóticas son una excelente herramienta que se puede utilizar junto con medidas espectrales en el estudio del flujo turbulento.