拖曳椭圆柱体的混沌旋转
流体动力学
2014-09-16 v2
摘要
本文研究了粘性流体中拖曳椭圆柱体的自激旋转，将其作为非线性流固相互作用的典型模型，其在传感器设计和能量提取装置中具有潜在应用。首先，研究表明自激椭圆系统类似于经典混沌理论中研究的受迫双稳振荡器。单一变量，即支点与质心之间的距离，控制着系统分岔进入双稳态。其次，完全耦合的计算流体动力学模拟表明，随着该距离的进一步调整，圆柱体运动呈现出极限环、倍周期、间歇混沌及完全混沌动力学。文中展示了极限环情形下圆柱体后的粘性尾流，并表征了每种情况下的新型稳定尾流。相比之下，混沌情形显示出尾流与结构状态的独立性。量化了旋转动能，并将其与涡脱落及轨迹周期性相关联。研究发现，即使施加结构阻尼且在雷诺数低至 200 时，混沌及高周期系统响应依然存在。
引用
@article{arxiv.1309.5858,
title = {Chaotic Rotation of a Towed Elliptical Cylinder},
author = {G D Weymouth},
journal= {arXiv preprint arXiv:1309.5858},
year = {2014}
}