涡气 Gust-机翼相互作用的最优时序模式

我们发现关于由强涡气冲击 NACA 0012 机翼所产生的时间可变流场的正交模式的最优时序（OTD）模式。这种OTD分析揭示了关于非定常基流中扰动的放大特征及其随时间演化的放大时空结构。我们考虑了四种时间可变的层流基流，其中涡气强度对应的 Gust 比值为 {-1, -0.5, 0.5, 1}，在 12°攻角下撞击机翼前缘。在这些情况下，强涡气的撞击导致大规模分离及其在机翼周围产生大尺度涡旋，持续两个对流时间单位。这些涡气-机翼相互作用的高度非定常特性要求采用能够捕捉瞬态扰动动力学的高级分析技术。对于每个考虑的 Gust 比值，OTD分析识别出扰动最被放大的区域，其位置随扫流的不同演化而变化。对于介于 moderate 正向涡气 Gust（G=0.5）与机翼之间的相互作用，扰动被放大区域从机翼前缝涡层转向形成的前缝涡。随后，这种最被放大结构支持于机翼尾缝后方的扫流中。相比之下，强涡气 Gust（G=±1）撞击机翼时，最被放大的OTD模式出现在甩出涡旋的核心区域。本研究提供了一种分析技术及其在更广泛非定常气动问题中的基本洞见。