空间发展湍流边界层中局部表面摩擦减阻的全局效应
流体动力学
2016-11-03 v2
摘要
本文在空间发展湍流边界层(TBL)构型中，对两种局部施加的减阻控制方案进行了数值研究。一种控制旨在阻尼近壁湍流，另一种在壁法向诱导恒定质量通量。两种控制方案在控制区域内产生相似的局部减阻率。然而，控制下游的流动发展显著不同：均匀吹气情况下发现持续减阻，而湍流阻尼情况下发现阻力增加。为解释此差异，提出了全局减阻率的定义。它表示流体作用在有限长度平板上的流向力的减少量。此外，研究表明控制区域后TBL的远下游发展可由单一量描述，即未受控边界层的流向偏移，亦即虚原点改变。基于此结果，开发了一个简单模型，无需在控制区域远下游进行昂贵的模拟或测量，即可将局部减阻率与全局减阻率关联起来。
引用
@article{arxiv.1603.02427,
title = {Global effect of local skin friction drag reduction in spatially developing turbulent boundary layer},
author = {A. Stroh and Y. Hasegawa and P. Schlatter and B. Frohnapfel},
journal= {arXiv preprint arXiv:1603.02427},
year = {2016}
}
备注
18 pages, 9 figures, submitted to JFM on December, 31 2015, revision resubmitted on July, 6 2016