流体黏弹性对振荡圆柱绕流动力学的重要影响
流体动力学
2023-01-18 v1
摘要
本研究在固定雷诺数为 100 的层流涡脱落 regime 下，对流体黏弹性如何影响横向受迫振荡圆柱绕流动力学进行了数值研究。特别地，我们考察了与简单牛顿流体相比，流体黏弹性如何影响锁频区与非锁频区之间的边界以及相关的尾流拓扑结构。总体而言，我们发现流体黏弹性使得涡街在比牛顿流体所需更低的振荡频率下与圆柱运动同步。因此，黏弹性流体的锁频区边界不同于牛顿流体，并在无量纲圆柱振荡幅值与频率平面上变宽。此外，我们提出黏弹性流体中聚合物分子拉伸产生的超额应变导致尾流结构与牛顿流体中的显著不同。对于牛顿流体，在初级同步区仅检测到 2S（两个单涡）和 P+S（一对和一个单涡）涡脱落模式。然而，在该区域中黏弹性流体检测到了 2P（两对涡）涡模式。我们还采用数据驱动的动力学模态分解（DMD）降阶建模技术提取并分析潜在的相干流结构及其相关频率，以理解牛顿与黏弹性流体振荡圆柱绕流动力学的差异。
引用
@article{arxiv.2301.06272,
title = {Significant influence of fluid viscoelasticity on flow dynamics past an oscillating cylinder},
author = {Faheem Hamid and C. Sasmal},
journal= {arXiv preprint arXiv:2301.06272},
year = {2023}
}