低纵横比振荡板的侧托相互作用

邻近尾鳍的垂直、侧托排列在密集鱼群中常见，但受到关注远少于错位或并列排列。我们使用两个梯形板（纵横比AR=1.2）的标准系统来探索这种配置，这些板子围绕前缘啄动，同时以Strouhal数St=0.45和简化频率k=2.09进行谐振运动。基于浸入边界方法的直接数值模拟在600<=Re<=1e4的雷诺数范围内进行，补充的水槽实验将其扩展到1e4<=Re<=3e4，从而在更高的流速下验证了计算结果。结果表明，当板子以相同相位振荡且非维垂直间距H/c<=1.0时，每个板的循环平均推力系数相对于孤立板提升最高可达14.5%；随着间距增加，增益单调减小。相反，反相运动可使平均功率系数降低最高可达6%，仅带来适度的推力惩罚，提供了另一种相互作用 regime。流动可视化显示，同相运动加速了板之间之间的流速，加强了相邻前缘涡旋。下游，最初分离的涡旋环合并成一个更大的单一涡旋环，并在跨向上强烈压缩；这种涡旋压缩与测量的推力增益相关。相互作用机制及其定量效益在整个数值和实验雷诺数范围内均持续存在，表明在600<=Re<=3e4的范围内对雷诺数敏感性较弱。这些结果首次对侧托摆动板相互作用进行三维表征，建立了间距和相位的比例关系，并为垂直堆叠推进器的简化模型提供了参考数据。