基于实时PIV对完全湍流尾流动力学的反馈控制

本研究聚焦于一方背Ahmed体下游三维湍流尾流（$Re_H=3.9\times10^5$）动力学的控制。首先通过该模型后部压力重心轨迹以及尾流中再循环重心刻画此类尾流的特殊动力学。特别地，表明这些动力学允许定义三种不同状态：两种所谓的破反射对称（RSB）模态与瞬态对称（TS）模态。最近研究表明，压力重心的时变波动可刻画为一个具有明确吸引子的弱混沌系统。我们表明，在开环控制中，利用沿模型后部上边缘三个不同区域的切向连续或脉冲吹气，可将双峰尾流的动力学强制进入稳定的非对称或对称状态。最后，一种基于PIV场中尾流重心的实时识别的简单闭环反向控制，被用于将该尾流的混沌动力学强制为频率受控的规则振荡运动。依据驱动参数不同，尾流动力学也可从双峰切换为一种新多峰行为。我们表明这一新模态亦表现出一种特殊动力学，具有上下而非左右的混沌振荡。有趣的是，当射流为脉冲而非连续时，闭环实验的再循环区域（再循环泡尺寸）缩减得更多。对于脉冲射流，当选取合适频率时缩减亦增大。