约翰·萨德尔（John E.Sader）。;朱莉娅·科斯;Kim、Daegyoum;范博瑜;莫特扎·加里布 均匀稳定流中倒置旗帜的大幅度扑动——涡激振动。 （英语） Zbl 1382.76151号 J.流体力学。 793, 524-555 (2016)。 摘要：悬臂弹性板的动力学已经得到了广泛的研究，它的固定端受到均匀稳定流的冲击，并为旗帜的稳定性和生物现象提供了深入的见解。第三作者等人最近的测量结果[同上，736，R1，12 p.（2013；Zbl 1294.76025号)]研究表明，当气流冲击板材的自由边时，改变板材的方向会显著改变其动力学。与传统旗标相比，传统旗标在临界流速以上表现出（小振幅）颤振，反向旗标在有限的流速范围内表现出大振幅扑动。引起这种扑动现象的物理机制目前尚不清楚。在本文中，我们将数学理论、标度分析和测量相结合，确定这种大振幅扑动运动是一种涡激振动。数学上表明，扑动的发生是由于散度不稳定，从而验证了之前基于两点测量的推测。减小板材的纵横比（高度/长度）会增加发散的临界流速，并最终消除拍打。扑动运动与分离流有关–详细测量和标度分析表明，它具有涡激振动所需的特征。拍打主要是周期性的，随着流速的增加，拍打会向混沌过渡。在较高的速度下会停止拍打-根据需要，增加的阻尼会减小观察到拍打的流速范围。这些发现对叶片运动和其他生物过程（如毛囊的动力学）有影响，因为它们也可以呈现倒旗构型。 引用于1审查引用于14文件 MSC公司： 76G25型 一般空气动力学和亚音速流动 74层10 流固相互作用（包括气动和水弹性、孔隙度等） 74小时45 固体力学动力学问题中的振动 关键词：空气动力学;流-结构相互作用;旋涡脱落 引文：Zbl 1294.76025号 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{J.E.Sader}等人，J.流体力学。793524-555（2016年；Zbl 1382.76151） 全文： 内政部 链接 参考文献： [1] Ait Abderrahmane，H。；派杜西斯，M.P。；法耶德，M。；Ng，H.D.，丝绸和聚酯薄膜旗帜在轴向流中摆动的非线性动力学，J.Wind Enging Ind.Aerodyn。，107-108, 225-236, (2012) ·doi:10.1016/j.jweia.2012.04.021 [2] Alben，S。；Shelley，M.J.，无粘性流体中旗帜的拍打状态：双稳态和向混沌的过渡，Phys。修订稿。，100, (2008) ·doi:10.1103/PhysRevLett.100.074301 [3] Anderson，J.D.，《空气动力学基础》（1991），麦格劳·希尔 [4] 阿根廷，M。；Mahadevan，L.，流体诱导的旗帜颤振，Proc。美国国家科学院。科学。美国，102，1829-1834，（2005）·doi:10.1073/pnas.0408383102 [5] Bearman，P.W.，《从摆动的钝体中脱落的旋涡》，年。流体力学版次。，16, 195-222, (1984) ·Zbl 0605.76045号 ·doi:10.1146/annurev.fl.16.010184.001211 [6] Bernard，H.，中央研究院无障碍运动中心编队。科学。巴黎，147，839-842，970-972，（1908） [7] 布莱克本，H。；Henderson，R.，模拟涡激振动中的锁定行为，Exp.Therm。流体科学。，12, 184-189, (1996) ·doi:10.1016/0894-1777（95）00093-3 [8] Brika，D。；Laneville，A.，长柔性圆柱的涡激振动，J.流体力学。，250, 481-508, (1993) ·doi:10.1017/S0022112093001533 [9] 布恰克，P。；埃洛伊，C。；Reis，P.M.，低Keulegan-Carpenter数振动的锐边柔性梁的非线性气动阻尼，J.流体力学。，634, 269-289, (2009) ·Zbl 1183.74055号 ·doi:10.1017/S0022112009007228 [10] Buchak，P。；埃洛伊，C。；Reis，P.M.，《鼓掌的书：一堆弹性板中的风致振动》，Phys。修订稿。，105, (2010) ·doi:10.10103/物理通讯.105.194301 [11] 坎卡拉，M。；Stoesser，T。；Mcsherry，R.，《流体-结构相互作用的计算：方法、改进、应用》，工程计算。机械。，168, 59-78, (2015) [12] 陈，M。；贾立波。；吴，Y.-F。；尹，W.-Z。；Ma，W.-B.，无粘流中旗帜的分叉和混沌，流体结构杂志。，45, 124-137, (2014) ·doi:10.1016/j.jfluidstructs.2013.11.020 [13] 康奈尔，B.S.H。；Yue，D.K.P.，均匀流中旗帜的拍动动力学，《流体力学杂志》。，581, 33-67, (2007) ·Zbl 1124.76011号 ·doi:10.1017/S0022112007005307 [14] Cossé，J.，Sader，J.E.，Kim，D.，Huertas Cerdeira，C.&Gharib，M.2014倒置旗帜不稳定性过渡区中纵横比和攻角的影响。程序中。ASME 2014出版社。Vess公司。皮普。确认(http://processes.asmedigitalcollection.asme.org/processe.aspx？articleid=1938015). [15] 埃洛伊，C。；拉格朗日，R。；Souillez，C。；肖维勒，L.，均匀流中悬臂柔性板的气动弹性不稳定性，流体力学杂志。，611, 97-106, (2008) ·Zbl 1151.74347号 ·doi:10.1017/S002211200800284X [16] Fage，A。；Johansen，F.C.，《无限跨度倾斜平板后的气流》，Proc。R.Soc.伦敦。A、 116170-197（1927）·doi:10.1098/rspa.1927.0130 [17] 加巴伊，R.D。；Benaroya，H.，《圆柱涡激振动建模与实验综述》，J.Sound Vib。，282, 575-616, (2005) ·doi:10.1016/j.jsv.2004.04.017 [18] Gilmanov，A。；Le，T.B。；Sotiropulos，F.，一种模拟在复杂区域中经历任意大变形的柔性薄壳的流体-结构相互作用的数值方法，J.Comput。物理。，300, 814-843, (2015) ·Zbl 1349.74323号 ·doi:10.1016/j.jcp.2015.08.008 [19] Glauert，H.，《翼型和螺旋理论的要素》，（1926），剑桥大学出版社 [20] 郭春秋。；Paidoussis，M.P.，二维无粘性通道流中具有自由侧边的矩形板的稳定性，Trans。ASME J.应用。机械。，67, 171-176, (2000) ·Zbl 1110.74463号 ·数字对象标识代码：10.1115/1.321143 [21] Higgins，G.J.1929翼型特性预测。技术代表。312.国家航空咨询委员会。 [22] Jones，M.A.，《运动平板周围无粘性流体的分离流动》，J.流体力学。，496, 405-441, (2003) ·Zbl 1072.76011号 ·doi:10.1017/S0022112003006645 [23] Jones，医学硕士。；雪莱，M.J.，《落牌》，J.流体力学。，540, 393-425, (2005) ·Zbl 1082.76012号 ·doi:10.1017/S0022112005005859 [24] Von Karman，T.，Uber den mechanismus des widerstandes，den ein beuegter korper in einer flussigkeit erfahrt，戈廷格·纳克莱赫滕，马西马提什-帕西卡利斯，1911，509-517，（1911） [25] 冯·卡曼（Von Karman，T.），《宽站的Uber den mechanismus des widerstandes，den ein beuegter korper in einer flussigkeit erfahrt》，哥廷格·纳克莱赫滕（Gottinger Nachrichten），马西马提什-帕西卡利斯（Mathematisch-Physikalische Klasse），1912，547-556 [26] Khalak，A。；威廉姆森，C.H.K.，低质量阻尼下涡激振动中的运动、力和模态转换，《流体结构杂志》。，13, 813-851, (1999) ·doi:10.1006/jfls.1999.0236 [27] Kim，D。；科斯，J。；韦尔塔斯·塞尔代拉（Huertas Cerdeira），C。；Gharib，M.，倒置旗帜的摆动动力学，J.流体力学。，736，R1，（2013）·Zbl 1294.76025号 ·doi:10.1017/jfm.2013.555 [28] Knisly，C.W.，《入射时矩形圆柱的Strouhal数：综述和新数据》，《流体结构杂志》。，4, 371-393, (1990) ·doi:10.1016/0889-9746（90）90137-T [29] 科尔内基，A。；Dowell，E.H。；O'Brien，J.，关于均匀不可压缩流中二维板的气动弹性不稳定性，J.Sound Vib。，47, 2, 163-178, (1976) ·Zbl 0329.73044号 ·doi:10.1016/0022-460X（76）90715-X [30] Lam，K.M.先生。；Wei，C.T.，倾斜平板涡旋脱落的数值模拟，工程应用。计算。流体力学。，4, 569-579, (2010) [31] 朗道，L.D。；Lifshitz，E.M.，弹性理论，（1970），佩加蒙 [32] Leisa，A.W.1969板的振动。技术代表。SP-160。美国国家航空航天局。 [33] 美国林德霍姆。；卡纳，D.D。；朱，W.-H。；Abramson，H.N.，悬臂板在水中的振动特性，《船舶研究杂志》，第9期，第11-22页，（1965年） [34] Looker，J.R。；Sader，J.E.，薄矩形悬臂板的弯曲共振频率，Trans。ASME J.应用。机械。，75, (2008) ·数字对象标识代码：10.1115/12745377 [35] Mallock，A.，《关于空气阻力》，Proc。R.Soc.伦敦。A、 79262-265（1907）·doi:10.1098/rspa.1907.0038 [36] Manela，A。；Howe，M.S.，《旗帜的力量运动》，J.流体力学。，635, 439-454, (2009) ·Zbl 1183.76745号 ·doi:10.1017/S0022112009007770 [37] 米其林，S。；卢埃林·史密斯，S.G。；Glover，B.J.，挥舞旗帜的涡旋脱落模型，J.流体力学。，617, 1-10, (2008) ·Zbl 1155.76018号 ·doi:10.1017/S0022112008004321 [38] Onoue，K。；Song，A。；斯特罗姆，B。；Breuer，K.S.，使用计算机物理俯仰板的大振幅流致振动和能量收集，J.流体结构。，55, 262-275, (2015) ·doi:10.1016/j.jfluidstructs.2015.03.004 [39] 佩杜西斯，M.P。；普莱斯，S.J。；De Langre，E.，《流体-结构相互作用：横流不稳定性》，（2010），剑桥大学出版社·Zbl 1286.74002号 ·doi:10.1017/CBO9780511760792 [40] Pelletier，A。；Mueller，T.J.，低展弦比、薄/平/曲面镀膜机翼的低雷诺数空气动力学，《飞机杂志》，37，5，825-832，（2000）·数字对象标识代码：10.2514/2.2676 [41] 里纳尔迪，S。；Paidoussis，M.P.，《受限轴向气流中自由夹紧圆柱动力学的理论与实验》，《流体结构杂志》。，28, 167-179, (2012) ·doi:10.1016/j.jfluidstructs.2011.07.006 [42] Roshko，A.1954关于二维钝体的拖曳和脱落频率。技术代表。3169.国家航空咨询委员会。 [43] Ryu，J。；帕克，S.G。；Kim，B。；Sung，H.J.，均匀流中倒置旗帜的摆动动力学，J.流体结构。，57, 159-169, (2015) ·doi:10.1016/j.jfluidstructs.2015.06.006 [44] Sader，J.E.，《浸没在粘性流体中的悬臂梁的频率响应及其在原子力显微镜中的应用》，J.Appl。物理。，84, 1, 64-76, (1998) ·数字对象标识代码：10.1063/1.368002 [45] 萨德尔，J.E。；White，L.，原子力显微镜应用中平板静态偏转的理论分析，J.Appl。物理。，74, 1-9, (1993) ·数字对象标识代码：10.1063/1.354137 [46] Schmitz，F.W.，《模型飞机的空气动力学》。第1部分。翼型测量，（1941年），红石科学信息中心 [47] 雪莱，M.J。；Zhang，J.，摆动和弯曲物体与流体流动的相互作用，Annu。流体力学版次。，43, 449-465, (2011) ·Zbl 1299.76001号 ·doi:10.1146/年产量-流体-121108-145456 [48] 希尔斯，D。；伦纳德（A.Leonard）。；Roshko，A.，极限结构参数下圆柱的流致振动，J.流体结构。，15, 3-21, (2001) ·doi:10.1006/jfls.2000.0330 [49] Strogatz，S.H.，《非线性动力学与混沌：在物理学、生物学、化学和工程中的应用》，（1994），珀尔修斯出版社 [50] Tadrist，L。；Saudreau，M。；De Langre，E.，风和重力对叶片倾角的机械影响，J.Theor。生物学，341，9-16，（2014）·Zbl 1411.92021号 ·doi:10.1016/j.jtbi.2013.09.025 [51] 唐，C。；刘，N.-S。；Lu，X.-Y.，均匀流中倒置柔性板的动力学，物理学。流体，27，（2015） [52] Theodorsen，T.，《气动不稳定性和颤振机理的一般理论》，NACA技术代表，496，414-433，（1935） [53] 2015版135。一种在Matlab中实现的涡格方法(http://www.redhammer.se/tronado). [54] 威廉姆森，香港特别行政区。；Govardhan，R.，《涡激振动》，年。流体力学版次。，36, 413-455, (2004) ·Zbl 1125.74323号 ·doi:10.1146/annurev.fluid.36.050802.122128 [55] 张杰。；Childress，S。；利查伯，A。；Shelley，M.，《流动肥皂膜中的柔性细丝作为二维风中一维旗帜的模型》，《自然》，408835-839，（2000）·doi:10.1038/35048530 此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配，可能包含数据转换错误。在某些情况下，zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献，而不要求完整或完全匹配。