关于稳态条件下贫化表面贫浮体的通风
流体动力学
2026-02-04 v1
摘要
本研究在稳态条件下实验性地考察了表面贫浮体气囊发生的起始。 在稳态条件下，基于深度的 Froude 数Fr和攻角α定义了不同流动模式要么在局部，要么在全局上稳定的区域。为描绘这些稳定性区域之间的边界，系统地调查了参数空间(α,Fr)，通过增加α直到气囊发生，同时保持恒定的Fr。考察了两个简化的模型贫浮体：一种是带有钝尾的半椒形轮廓，另一种是改良的NACA 0010-34。实验在Froude数范围为0.5至2.5，纵横比为1.0和1.5的拖水槽中进行，处于准稳态条件下进行。随着α的增加，气囊都会自发发生。识别出三种不同的触发机制：鼻尖、尾部和基座气囊。鼻尖气囊在Fr<1.0和Fr<1.25（分别对应纵横比为1.0和1.5）时较为常见，与攻角起始值增加相关。尾部气囊在较大的Fr下较为常见，其中攻角起始值呈负向趋势。基座气囊仅观察到半椒形轮廓，但未导致稳定气囊腔的形成。值得注意的是，测量结果表明，双稳态和全局稳定区域之间的边界并非均匀的，而是延伸到显著更大的α值，超过了以前的估计。提出了修订后的稳定性图，以协调以前发布和当前数据，表明两种通往稳态条件的替代路径可导致不同的流动模式。
引用
@article{arxiv.2503.18015,
title = {On the ventilation of surface-piercing hydrofoils under steady-state conditions},
author = {Manuel Aguiar Ferreira and Carlos Navas Rodríguez and Gunnar Jacobi and Daniele Fiscaletti and Arnoud Greidanus and Jerry Westerweel},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.18015},
year = {2026}
}