基于线性稳定性分析的脉宽驱动深动态失速阻力
流体动力学
2025-01-16 v1
摘要
提出了一种基于线性稳定性分析的流动控制框架，聚焦于通过有限时间窗的脉冲驱动来降低动态失速引起的气动阻力。该方法应用于周期俯仰的 SD7003 机翼。有限时间 Lyapunov 指数（FTLE）场揭示了机翼前缘附近的一个鞍点，位于此处形成的剪切层为动态失旋涡（DSV）提供供给。对该鞍点处进行的局部稳定性分析识别出了亨克尔-霍尔滕不稳定性，且最不稳定的特征频率在有效迎角变化较小时保持恒定。FTLE 场和稳定性分析的发现用于指导周期吹吸作用的位置和有限脉宽，在壁面解析大涡流动仿真（LES）中应用。本框架在机翼俯仰运动期间将作用于整个循环的脉宽驱动降低了 77.5%，同时保持与持续作用于整个循环相同的数据。LES 结果表明，来自稳定性分析所启发的作用于干扰修改了前缘动力学，防止了一致的 DSV 形成，显著降低了阻力。
引用
@article{arxiv.2501.08414,
title = {Duty-cycle actuation for drag reduction of deep dynamic stall: Insights from linear stability analysis},
author = {Lucas Feitosa de Souza and William Roberto Wolf and Maryam Safari and Chi-An Yeh},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.08414},
year = {2025}
}
备注
23 pages, 10 figures