利用全局稳定线性反馈控制实现$Re_{\tau} = 100$槽道流的再层流化
流体动力学
2013-01-22 v1 最优化与控制
摘要
非线性与高维度问题至今阻碍了湍流控制问题的完全解决。针对非线性问题，我们提出了一种流动控制策略，确保对目标剖面的任何扰动的能量均单调衰减。控制器对流动状态的估计同样被保证收敛至真实值。我们提出了一种一次性的离线综合过程，该过程可推广以适应更具限制性的执行与传感配置，并给出了此种情况下控制器存在的条件。该控制在湍流槽道流（）中进行了测试，使用全域传感与壁面法向速度执行。控制集中在平均剖面最大拐点处，直接抵消由壁面法向扰动与流动剪切相互作用产生的湍流能量供给。研究发现，控制仅针对较大尺度运动是必需的，特别是那些大于平均条纹间距尺度的运动。一旦实现层流，所需的控制努力极小。在Landahl剪切湍流理论的框架下，详细考察了近壁流动的响应，特别强调了压力场与壁面法向速度场。
引用
@article{arxiv.1301.4948,
title = {Relaminarisation of Re_{\tau} = 100 channel flow with globally stabilising linear feedback control},
author = {A S Sharma and J F Morrison and B J McKeon and D J N L Limebeer and W H Koberg and S J Sherwin},
journal= {arXiv preprint arXiv:1301.4948},
year = {2013}
}