Verifying global stability of fluid flows despite transient growth of energy
Notice bibliographique
Résumé
Verifying nonlinear stability of a laminar fluid flow against all perturbations is a classic challenge in fluid dynamics. All past results rely on monotonic decrease of a perturbation energy or a similar quadratic generalized energy. This "energy method" cannot show global stability of a flow in which perturbation energy may grow transiently. For the many flows that allow transient energy growth but seem to be globally stable (e.g. pipe flow and other parallel shear flows at certain Reynolds numbers) there has been no way to mathematically verify global stability. After explaining why the energy method was the only way to verify global stability of fluid flows for over 100 years, I will describe a different approach that is broadly applicable but more technical. This approach, proposed in 2012 by Goulart and Chernyshenko, uses sum-of-squares polynomials to computationally construct non-quadratic Lyapunov functions that decrease monotonically for all flow perturbations. I will present a computational implementation of this approach for the example of 2D plane Couette flow, where we have verified global stability at Reynolds numbers above the energy stability threshold. This energy stability result for 2D Couette flow had not been improved upon since being found by Orr in 1907. The results I will present are the first verification of global stability – for any fluid flow – that surpasses the energy method. This is joint work with Federico Fuentes (Universidad Católica de Chile) and Sergei Chernyshenko (Imperial College London).
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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 | 0,001 | 0,008 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,003 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 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 ».