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使用主动控制的边界层流动中的过渡延迟。 (英语) Zbl 1294.76093号

小结:采用主动线性控制来延迟平板边界层中层流-湍流过渡的开始。分析是通过非线性过渡区的数值模拟进行的。采用三维局部初始条件触发有限振幅的Tollmien-Schlichting波,数值模拟了向湍流的过渡。基于线性化Navier-Stokes方程的降阶模型,设计了线性二次高斯控制器,其中壁传感器和致动器位于空间。在非线性状态下,针对不同的扰动振幅,通过研究由于局部致动器沿翼展方向的不同分布、致动器的不同尺寸和控制器的努力而引起的致动对流量的影响,进行了参数分析。我们确定了控制器有效的参数范围,并强调了设备对于高振幅和强控制作用的限制。尽管采用了完全线性控制方法,但结果表明,在存在以致动器位置处自由流速度的振幅(大约)1%为特征的包的情况下,该装置能够有效延迟层湍流过渡的开始。在这些振幅范围内,我们发现正确选择执行器会积极影响控制器的性能。对于过渡情况,\(a\近似\)0.20%,我们显示了\(ΔRe_{x}=3.0\乘以10^{5}\)的过渡延迟。

MSC公司:

76D10型 边界层理论,分离和再附着,高阶效应
76D55型 不可压缩粘性流体的流动控制与优化
76F06型 过渡到湍流

软件:

西蒙森
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全文: 内政部

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