三维性对振荡圆柱尾流同步的影响

我们研究了三维性对Re=300下振荡圆柱尾流同步特性的影响。考虑了圆柱在旋转、横移和流向的振荡。利用相位约化分析——一种量化周期流相位灵敏度函数的方法——来考察同步特性。这里，我们提出了一种基于集合的相位约化分析框架，用于处理并非完美时间周期的三维尾流。基于相位灵敏度函数，评估了对三种圆柱振荡的可同步性。尽管趋势相似，我们发现涉及三维尾流的相位灵敏度函数的幅值低于二维尾流，这导致了对弱圆柱振荡同步的条件变窄。我们揭示了二维与三维流的相位灵敏度函数之间的差异与圆柱运动引起的三维流幅值变化强烈相关。这一发现表明圆柱运动同时改变了尾流的三维性和涡脱落的相位，从而导致相位调制的减弱。通过相位约化分析预测的三维尾流同步条件与直接数值模拟对小振幅强迫振荡的参数研究识别结果一致。本研究展示了相位约化方法研究复杂流同步特性的潜力。