柔性板在正常流动下的涡流诱导阻力与相位重构动力学
流体动力学
2026-04-14 v1
摘要
柔性结构在垂直入射流中通常会发生弹性重构以减小阻力;然而在较高速度下，它们容易发生动力学不稳定，导致复杂的涡流动力学和波动荷载。本研究考察了将细长柔性板夹在中点并垂直于气流定向的涡流，模拟树木和海草等可重构自然系统。通过将proper正交分解、鲁棒主分量分析和奇异值分解与非时间分辨粒子图像测速法相结合，我们在静态和振动区间重构了周期性相干流结构。我们证明，结构振动对称性直接决定涡流拓扑。对称振动区间以两个平行的2S型涡 shed 模式呈现，这种情况被称为S-2S模式;而反对称区间表现出经典的2P型涡 shed 模式。此外，基于冲量的力分析将这些涡循环与阻力联系起来，揭示了反对称区间的额外平均阻力惩罚。我们的方法提供了一个从有限时序数据中提取和解释相干涡流结构的实用框架，增强了对流体-结构相互作用的理解，并为预测气动负荷提供了指导。
引用
@article{arxiv.2604.10840,
title = {Wake-Induced Drag and Phase-Reconstructed Dynamics of a Flexible Plate in Normal Flow},
author = {Maryam Boukor and Pedro Tallón Marrón and Richard Phat The Nguyen and Jérôme Vétel and Éric Laurendeau and Frédérick P. Gosselin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.10840},
year = {2026}
}
备注
28 pages, 13 figures