×

带有刚性分流板的旋转柔性圆柱绕流的不稳定性和灵敏度。 (英语) Zbl 1475.76043号

小结:本文研究了带有刚性分流板的旋转柔性圆柱绕流中流动诱导不稳定性的起源及其敏感性。通过考虑圆柱旋转运动引起的几何非线性,在欧拉框架中建立了线性稳定性和灵敏度问题,而在静态或纯平移稳定性方法中不存在这种非线性。在线性化问题中,这种非线性需要仔细而一致的处理,特别是当考虑到本研究中采用的欧拉框架或参考时,这种情况没有得到广泛的考虑。发现了由流体-结构相互作用引起的两种不稳定性。第一类不稳定性是静态对称破缺模式,这在以前的研究中有很好的报道。这种不稳定性与再循环区的长度密切相关。对不稳定模式及其灵敏度的详细分析揭示了板尖端区域附近的流动对产生和控制这种不稳定模式的重要性。第二种类型是振荡扭转扑翼模式,但尚未有很好的报道。当分流板的长度足够长时,通常会出现这种不稳定性。与对称破缺模式不同,它与再循环区的长度没有如此密切的关系。然而,敏感性分析也揭示了尖端区域附近的流动在这种不稳定性中所起的关键作用。最后,我们发现,这种不稳定性的许多物理特征使人想起在柔性板或旗帜上方的流动中观察到的扑动(或颤振不稳定性),这表明这些不稳定性具有相同的物理根源。

MSC公司:

76E07型 水动力稳定性中的旋转
74层10 流固相互作用(包括气动和水弹性、孔隙度等)

软件:

内克塔尔++
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部 链接

参考文献:

[1] Akervik,E.,Brandt,L.,Henningson,D.S.,Hoepffner,J.,Marxen,O.&Schlater,P.2006通过选择频率阻尼的Navier-Stokes方程的稳态解。物理。流体18(6),068102。
[2] Anderson,E.A.&Szewczyk,A.A.1997分流板对二维和三维流动配置中圆柱近尾迹的影响。实验性流感23(2),161-174。
[3] Assi,G.R.S.,Bearman,P.W.&Kitney,N.2009抑制圆柱涡激振动的低阻力解决方案。《流体结构杂志》25(4),666-675。
[4] Assi,G.R.S.,Bearman,P.W.,Kitney,N.&Tognarelli,M.A.2010利用自由旋转控制板抑制串联圆柱的尾流诱发振动。《流体结构杂志》26,1045-1057。
[5] Assi,G.R.S.,Bearman,P.W.&Tognarelli,M.A.2014a关于自由旋转短尾整流罩和分流板作为涡激振动抑制器的稳定性。海洋工程92,234-244。
[6] Assi,G.R.S.,Franco,G.S.&Vestri,M.S.2014b作为圆柱体涡激振动抑制器的平行板和斜板稳定性研究。J.海上机械。北极工程136(3),031802。
[7] Baek,H.&Karniadakis,G.2012基于虚拟质量和阻尼的新型分区流体-结构相互作用算法的收敛性研究。J.计算。物理231、629-652·兹比尔1426.76496
[8] Bagheri,S.、Mazzino,A.和Bottaro,A.2012铰链摆动灯丝的自发对称性破坏产生升力。物理。修订稿109,154502。
[9] Barkley,D.、Blackburn,H.M.和Sherwin,S.J.2008时间步长的直接最优增长分析。国际期刊数字。方法。流体57(9),1435-1458·Zbl 1144.76044号
[10] Cantwell,C.D.等人,2015Nektar++:开源光谱/hp元素框架。计算。物理。192205-219号公社·Zbl 1380.65465号
[11] Choi,H.、Jeon,W.-P.和Kim,J.2008年钝体上方的水流控制。每年。流体力学修订版40(1),113-139·Zbl 1136.76022号
[12] Chomaz,J.-M.2005空间发展流中的全球不稳定性:非正态性和非线性。每年。《流体力学评论》37(1),357-392·Zbl 1117.76027号
[13] Cimbala,J.M.&Garg,S.1991带分流板的自由旋转圆柱体尾迹流动。美国汽车协会J.29(6),1001-1003。
[14] Cossu,C.&Morino,L.2000关于低雷诺数粘性流中弹簧安装圆柱的不稳定性。《流体结构杂志》.14183-196。
[15] Dolci,D.&Carmo,B.2018敏感性分析适用于弹簧安装气缸周围的流动。7月8日至11日,加拿大安大略省多伦多市,第九届流固耦合、流声耦合、流致振动与噪声国际研讨会论文集。
[16] Fernandez,M.A.和Tallec,P.L.2002流体-结构相互作用与蒸腾作用的线性稳定性分析。第一部分:公式和数学分析。印度研究代表·Zbl 1054.74016号
[17] Gerbeau,J.F.,Nobile,F.和Causin,P.2005流体结构问题分区算法设计中的附加质量效应。计算。方法。申请。机械。工程194(42-44),4506-4527·Zbl 1101.74027号
[18] Giannetti,F.&Luchini,P.2007圆柱尾迹第一次不稳定性的结构敏感性。《流体力学杂志》58116-197·Zbl 1115.76028号
[19] Guermond,J.L.&Shen,J.2003不可压缩流的速度修正投影方法。SIAM J.数字。分析41,112-134·Zbl 1130.76395号
[20] Huerre,P.和Monkewitz,P.A.1990空间发展流动中的局部和全局不稳定性。每年。《流体力学评论》22(1),473-537·Zbl 0734.76021号
[21] Jordi,B.E.,Cotter,C.J.和Sherwin,S.J.2014选择性频率阻尼方法的封装配方。物理。液体26034101。
[22] Karniadakis,G.E.,Israel,M.&Orszag,S.A.1991不可压缩Navier-Stokes方程的高阶分裂方法。J.计算。《物理学》97(2),414-443·Zbl 0738.76050号
[23] Kwon,K.&Choi,H.1996使用分流板控制圆柱后的层流涡旋脱落。物理。流体8(2),479-486·Zbl 1023.76528号
[24] Lacis,U.、Brosse,N.、Ingremau,F.、Mazzino,A.、Lundell,F.和Kellay,H.&Bagheri,S.2014被动附属物通过对称破坏产生漂移。《国家公法》第5卷第5310页。
[25] Luchini,P.&Bottaro,A.2014稳定性分析中的伴随方程。每年。《流体力学评论》46(1),493-517·Zbl 1297.76068号
[26] Luo,H.&Bewley,T.R.2004关于含时曲线坐标系中Navier-Stokes方程的逆变形式。J.计算。《物理学》199,355-375·Zbl 1054.76019号
[27] Marquet,O.,Sipp,D.&Jacquin,L.2008气缸流量的灵敏度分析和被动控制。《流体力学杂志》615,221-252·Zbl 1165.76012号
[28] Meliga,P.&Chomaz,J.M.2014圆柱涡激振动的渐近展开。HAL存档文件HAL-00994505·Zbl 1225.76088号
[29] Negi,P.S.、Hanifi,A.和Henningson,D.S.2019刚体运动流体结构的全球稳定性-相互作用问题。arXiv:1910.09605·Zbl 1460.76175号
[30] Ozono,S.1999通过非对称布置在圆柱体下游的短分流板对涡流脱落进行流量控制。物理。流感11(10),2928-2934·Zbl 1149.76504号
[31] Park,H.、Bae,K.、Lee,B.、Jeon,W.P.和Choi,H.2010燕尾蝶翼滑翔模型的空气动力学性能。实验机械50(9),1313-1321。
[32] Pfister,J.-L.2019与层流相互作用的弹性结构的不稳定性和优化。巴黎大学Saclay préparél’ecole polytechnique etál’Office National d’ets de Recherches Aérospatiales博士论文。
[33] Pfister,J.-L.和Marquet,O.2020柔性分流板与圆柱流相互作用的流体结构稳定性分析和非线性动力学。《流体力学杂志》896,A24·Zbl 1460.76245号
[34] Roshko,A.1954关于二维钝体的阻力和脱落频率。NACA技术说明3169。国家航空咨询委员会。
[35] Serson,D.,Meneghini,J.R.和Sherwin,S.J.2016一般坐标系中不可压缩Navier-Stokes方程的速度校正格式。J.计算。物理316、243-254·Zbl 1349.76065号
[36] Shelley,M.J.和Zhang,J.2011摆动和弯曲物体与流体流动的相互作用。每年。《流体力学评论》43(1),449-465·Zbl 1299.76001号
[37] Strykowski,P.&Sreenivasan,K.1990《低雷诺数下旋涡的形成和抑制》。《流体力学杂志》218、71-107。
[38] Theofilis,V.2011全球线性不稳定性。每年。《流体力学评论》43(1),319-352·Zbl 1299.76074号
[39] Toebes,G.H.&Eagleson,P.S.1961与后缘几何形状相关的平板的水弹性振动。事务处理。ASME J.基础工程83,671-678。
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。