沿修正 Kaden 螺旋的二次涡离散脱落
流体动力学
2021-07-01 v3
摘要
当物体在流体中加速时，通过剪切层的卷起形成主涡。该主涡不会无限增长，而会达到受限的尺寸与强度。超出临界限制的额外涡量将进入尾随剪切层并积聚为二次涡。二次涡通常远小于主涡。在此，我们关注使用时间分辨粒子图像测速法由静止流体中旋转的矩形板生成的二次涡的形成、脱落与轨迹。雷诺数（Re）从 840 变化至 11150。在低 Re 下，剪切层是连续的未中断涡量层，卷起为单一相干主涡。在 Re=1955 时，剪切层变得不稳定。对于 Re>4000，二次涡从板尖离散释放。首先，我们证明剪切层的卷起、主涡的轨迹以及二次涡的路径可由修正 Kaden 螺旋预测。其次，分析了二次涡脱落的时序。连续二次涡释放之间的时间间隔在旋转期间并非恒定，而是随着已脱落涡数量的增多而增大。脱落时间间隔也随雷诺数减小而增大。两种条件下时间间隔的增大均源于环量供给率的降低。
引用
@article{arxiv.2010.01389,
title = {Discrete shedding of secondary vortices along a modified Kaden spiral},
author = {Diego Francescangeli and Karen Mulleners},
journal= {arXiv preprint arXiv:2010.01389},
year = {2021}
}