面向重力波浪中的含皱鳍片的动态失速
流体动力学
2025-08-20 v1
摘要
物体与不稳定流场的相互作用是非平凡且尚未完全理解的。当空气动力学或水动力学薄片发生时间依赖运动时，非线性流动现象如动态失速便会浮现。本文通过实验研究了薄片与重力表面波浪的相互作用。这些波浪导致速度大小和方向的周期性波动，使缓慢平移的薄片易受动态失速的影响。通过粒子图像测速(PIV)技术同时测量薄片受力及其周围流场，以充分表征薄片-波浪相互作用。在试图通过被动流控减轻流场不稳定性影响时，沿薄片前缘施加一种受生物启发的皱鳍几何结构。该几何结构在稳态情况下可延迟失速，但在不稳定流条件下研究仍寥寥。动力失速相关的涡旋结构被识别，其轨迹、尺寸和强度被表征。该分析分别针对直缘和皱鳍前缘几何结构进行，皱鳍发现能在动态失速期间定性修改流场行为。与前述研究不同，升力的直接测量未显示皱鳍显著效应。然而，由此引起的水平力波动（此类测量在此情境下尚未报道）被发现显著抑制。该减弱程度被量化，并提出基于流场观察的物理模型。
引用
@article{arxiv.2508.13329,
title = {Dynamic stall of a hydrofoil with tubercles in surface gravity waves},
author = {Guillaume Ricard and Gunnar Jacobi and Daniele Fiscaletti and Abel-John Buchner},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.13329},
year = {2025}
}