用于湍流槽道流动减阻的开关式泵送
流体动力学
2024-05-15 v1
摘要
我们表明,通过随时间调制泵送功率,可减少湍流在给定时间间隔内通过直管输送给定量流体所需的能量。该控制策略是混合的:它是被动的,既不需要控制系统也不需要控制能量,但它操纵泵送能量如何传递给系统(如主动技术那样)以提高泵送效率。我们的控制采用时间周期性泵送模式,其中短暂而强烈的加速(泵送系统开启)之后是较长的减速(泵送系统关闭),使流动交替访问准层流和湍流状态。计算研究针对平面槽道流动,并采用直接数值模拟,其带来特定计算挑战,例如雷诺数的高度瞬时变化以及离散化效应的重要性。我们特别致力于在当前背景下对减阻给出有意义的定义。证明了该驱动力产生显著节省的能力。由于仅考察了参数空间的一小部分,该控制技术的最佳性能尚待评估。
引用
@article{arxiv.2305.00214,
title = {On-off pumping for drag reduction in a turbulent channel flow},
author = {Giulio Foggi Rota and Alessandro Monti and Marco E. Rosti and Maurizio Quadrio},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.00214},
year = {2024}
}
备注
Submitted to J. Fluid Mech