弹性安装圆柱绕流中最不稳定模态对被动控制的敏感性
流体动力学
2021-10-19 v1 最优化与控制
摘要
本文提出一种计算流固耦合系统最不稳定模态相对于局部力的敏感性的方法。我们利用流固耦合系统的伴随方程计算梯度，并采用谱/hp元方法进行空间离散化实现算法。该方法应用于弹性安装圆柱周围的二维不可压缩层流定常流，获得了最不稳定特征值的实部与虚部相对于流场中任意位置力的梯度。模拟中考虑了选定的质量比和约化速度值，并将结果与相同雷诺数下固定圆柱的结果进行比较。我们注意到流固耦合系统的敏感性场与其固定结构对应情形可能截然不同，且在弹性结构各情形中，敏感性场随约化速度变化很大。最后，根据敏感性场选取位置布置小型控制圆柱，通过线性与非线性强迫流模拟验证了敏感性结果。敏感性分析预测与强迫流的线性、非线性结果高度吻合。在某些情况下，可完全抑制圆柱振动。
引用
@article{arxiv.2110.08357,
title = {Sensitivity of the least stable modes to passive control for a flow around an elastically-mounted circular cylinder},
author = {Daiane I. Dolci and Bruno S. Carmo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2110.08357},
year = {2021}
}