空气动力学气流的停机单元。第一部分：三维流动组织与涡旋动力学
流体动力学
2026-02-11 v1
摘要
本研究探讨了空气动力学气流在气流迎角附近形成的停机单元的三维组织与演化。采用基于 DDES-SST 湍流模型的混合 RANS/LES 方法，对这些结构的形成和发展进行了特征化，这些结构在实验中难以捕捉。初始验证通过与实验数据和 RANS 模拟的比较，确认了全局负载的准确再现。通过分析涡旋，揭示了分离位置的纬向变化导致的气流在机翼跨度上的非均匀负载分布。中跨区域由于流动分叉而发生提前分离，而在 机翼弦长处的流动吸引成功地维持了沿机翼弦长的附着流动。分离流产生的剪切层最终形成分离涡旋管，这一管道在与逆旋转的后缝涡旋管相互作用时表现出 Crow 型不稳定性。这种不稳定性诱导涡旋管和剪切层呈波状弯曲，产生显著的垂直涡旋（y 向涡旋），驱动纬向流动。我们识别出一种此前未报告的现象，即纬向速度结构的最大值沿固定的纬向轴旋转，旋转角度随下游距离线性变化，公式为 。本研究为停机单元形成机制提供了新见解，突显了分离气流中三维效应的重要性，这对预测气动负载和控制策略具有启示意义。
引用
@article{arxiv.2602.09052,
title = {Stall cells over an airfoil. Part 1: Three-dimensional flow organisation and vorticity dynamics},
author = {Rishabh Mishra and Emmanuel Guilmineau and Ingrid Neunaber and Caroline Braud},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.09052},
year = {2026}
}