变分模分解分析低频冲击波振荡与 buffet 细胞之间的关系
流体动力学
2025-09-22 v2
摘要
本研究考察了 NASA 通用研究模型机翼上低频冲击波振荡与 buffet 细胞之间的关系。流动条件为马赫数 0.85、雷诺数 2.27×10^6 和迎角 4.82°。Buffet 细胞具有跨向周期性的细胞图案，可向机翼尖端传播，其无量纲频率（斯特劳哈尔数）为 0.2–0.6，高于与跨音速 buffet 相关的冲击波振荡的频率。然而，驱动 buffet 细胞的物理机制及其与低频冲击波运动的相互作用尚不完全了解。本研究应用变分模分解（VMD）基于非平稳一致结构（VMD-NCS）分析，用于分析不可稳定的压力敏感油漆测量数据。结果表明，buffet 细胞的�幅并非直接耦合于低频冲击波振荡，而是与边界层分离状态相关。强烈的 buffet 细胞波动在持续分离区域（中跨）持续存在，而在间歇性分离区域（外跨）其�幅随局部分离/重新附着动力学变化。这些观察表明，冲击波有助于产生导致边界层分离的逆压梯度，但其对 buffet 细胞的影响取决于最终的分离行为。本研究的实验观察与先前的计算研究一致，即 buffet 细胞行为取决于边界层分离特征。此外，本研究证明了 VMD-NCS 分析在研究具有多种空间和时间模式的非平稳流动现象方面的有效性。
引用
@article{arxiv.2508.04250,
title = {Variational mode decomposition analysis of the relationship between low-frequency shock-wave oscillations and buffet cells},
author = {Yuya Ohmichi and Yosuke Sugioka},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.04250},
year = {2025}
}