穿孔弹性涡流发生器的高保真流固耦合模拟
流体动力学
2025-05-02 v1
摘要
本研究进行了高保真双向流固耦合模拟，重点关注一种安装在明渠壁面、承受来流的新型穿孔弹性涡流发生器。在包括无量纲刚度、质量比、雷诺数和孔隙率水平在内的广泛无量纲参数范围内，研究了穿孔弹性涡流发生器的响应。此外，还对非穿孔弹性涡流发生器进行了模拟，以与现有数据进行对比和验证。研究结果表明，根据无量纲参数的不同，穿孔弹性涡流发生器可以呈现出静态构型、贴附构型和涡激振动模式。这些构型与在非穿孔弹性涡流发生器上观察到的类似，但由于穿孔导致弹性涡流发生器的力学特性及其所受流体载荷发生变化，响应值有所不同。对穿孔弹性涡流发生器固有频率的分析表明，涡激振动是由与涡流发生器第二阶固有频率相关的锁定现象触发的。此外，还通过研究涡结构和速度场分析了局部流动动力学。
引用
@article{arxiv.2505.00193,
title = {High-Fidelity Fluid-Structure Interaction Simulations of Perforated Elastic Vortex Generators},
author = {Karan Kakroo and Hamid Sadat},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.00193},
year = {2025}
}