低雷诺数下利用圆球柱开缝抑制涡脱落
流体动力学
2021-07-14 v1
摘要
本文旨在层流区(Re=100-500)研究利用被动流动控制技术(圆球柱开缝)抑制涡脱落。改进柱体上缝宽比S/D(缝宽/直径)对控制涡脱落起着关键作用。通过缝的附加流动导致全局不稳定性和涡脱落的抑制,而大量通过缝的流动会剧烈改变涡脱落行为。所有S/D下涡脱落保持周期性,且升力系数均方根(rms)值随S/D增大而减小(即涡脱落抑制),直至Re=300。在Re>300范围内,升力系数均方根(rms)值在S/D<0.15前减小且流动呈现周期性涡脱落,而在S/D>0.15后因柱体下游不规则涡脱落,rms值增大。S/D=0.20时Re的变化显示出分岔点,流动在Re=232处由对称解变为非对称解,并在Re=304处再次变为对称。改进柱体上的非定常流动分析也表明涡脱落受到抑制;然而该分析提供的是抑制的定性性质。降阶建模,即本征正交分解(POD)和动态模态分解(DMD),被用于量化抑制并研究柱体开缝的主导涡结构。
引用
@article{arxiv.2107.06171,
title = {Suppression of vortex shedding using a slit through the circular cylinder at low Reynolds number},
author = {Alok Mishra and Ashoke De},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.06171},
year = {2021}
}