自推进刚性俯仰翼型中存在三种不同标度律区域

我们研究了施加的运动学对受正弦俯仰作用的 NACA0015 对称翼型自推进的影响。我们采用了一种能够实现自推进的旋转装置。一个基于动力弹簧的曲柄摇杆机构驱动翼型。出现了三种不同的标度关系，将自推进雷诺数 $Re_s$ 与频率雷诺数 $Re_f$、俯仰振幅 $\theta_0$ 以及俯仰点位置 $p$ 联系起来。当在中心附近俯仰时，出现一种*线性*标度关系：$Re_s \sim Re_f \theta_0$。当在前缘附近俯仰时，对于低振幅俯仰，出现一种*幂律*标度关系：$Re_s \sim (1-2p)(Re_f \theta_0)^{3/2}$；对于中到高振幅俯仰，出现一种*可分离*标度关系：$Re_s \sim (1-2p)^{1/2}Re_f\theta_0^{1/2}$。这些关系与通过平衡无粘推力与粘性阻力、压差阻力以及增强的压差阻力所推导出的标度关系一致，分别对应于*幂律*、*可分离*和*线性*区域。我们发现，尾流中不同的涡旋模式与翼型的自推进速度直接相关，而自推进速度本质上决定了脱落涡之间的空间分离。我们的发现为理解刚性俯仰翼型在广泛参数范围内的自推进提供了一个经过实验验证的全面框架。