Bifurcation Analysis and the Role of Normal Form Symmetries on the Harmonic Forced Inline Oscillation of the Cylinder Wake
Notice bibliographique
Résumé
Vortex shedding over a cylinder is strongly affected by the cylinder oscillation. The dynamics of the cylinder wake subjected to harmonic forced excitation in the inline direction at Re = 200 is investigated in this work. Two dominant modes of the transverse velocity field are considered to model and predict the nonlinear interaction of 2D vortex shedding. The normal form symmetries have the main role in the pattern formation. The interaction of two steady modes in the presence of O(2) × S1 symmetry is described by equivariant theory. Considering the symmetries, the amplitude equations are developed with the frequency saturation information included by the addition of complex coefficients. The reduced model is expanded up to 7th order, in order to include the spatio-temporal effects. The coefficients of the model are obtained from 2D simulations of the cylinder wake flow. The physical significance of the inline amplitude oscillation on the wake dynamics is captured by the variation of the two linear coefficients of the low order model. Similarly to the numerical results, as the amplitude of oscillation increases, two limit cycles undergo the symmetry-breaking bifurcation leading to a quasi-periodic state. The existence of the second frequency in addition to the natural shedding frequency is manifested as the small amplitude oscillation in the quasi-periodic state. For a forcing amplitude A/D = 0.5, the quasi-periodic state undergoes a torus doubling bifurcation. The dominant frequency of the bifurcated S mode matches the lift coefficient shedding frequency at A/D = 0.5 obtained from the numerical computation. The lift coefficient signal is not absolutely periodic due to the presence of the other peaks in addition to the dominant one at St = 0.1 representing the quasi-periodic flow pattern. The modulated travelling waves bifurcated from the low order model have mode S as the basic v-velocity mode which verifies the symmetric torus-doubled transverse velocity pattern observed in CFD simulation. Thus the proposed low order model can predict, with reasonable accuracy, the bifurcation sequence of the forced cylinder wake dynamic transitions observed in the numerical computation results.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».