×

科里奥利加速度影响下前缘涡的轨迹。 (英语) Zbl 1460.76955号

概述:前缘涡可以形成并无限期地附着在旋转机翼上,但稳定附着的机制尚不清楚。理所当然地认为这样的稳定结构确实会形成,一个实际问题出现了:LEV核心的轨迹是什么?注意到LEV核心内存在跨向流,显然必须存在与稳定LEV轴对齐的平均流线。本工作使用Navier-Stokes方程沿这种稳定的轴向流线,以考虑作用于流线-法线方向的加速度对其局部曲率的影响。通过一些简化假设,导出了描述轴向流线通过涡核的轨迹的常微分方程耦合系统。将该模型与之前的工作进行了比较,发现该模型可以很好地预测中跨内侧跨向位置处LEV核心的轨迹。这一结果表明,科里奥利加速度是通过将稳定LEV倾斜到尾流中,使其在距旋转中心若干弦长范围内,从而限制其跨向范围的原因。由于模型预测的LEV轨迹与之前的结果之间的唯一显著差异是在平法线方向上,因此叶尖涡引起的下洗似乎也发挥了作用。

MSC公司:

76兹05 生理流
76天17分 粘性涡流
76Z10号 水和空气中的生物推进
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] Birch,J.M。;迪克森·W·B。;Dickinson,M.H.,高雷诺数和低雷诺数下扑翼前缘涡的力产生和流动结构,J.Expl Biol。,207, 1063-1072, (2004) ·doi:10.1242/jeb.00848
[2] 博拉兹贾尼,I。;Daghooghi,M.,鱼尾运动形成一个附加的前缘涡流,Proc。R.Soc.伦敦。B、 280(2013)
[3] 布罗斯,M。;Ozen,C.A。;Rockwell,D.,《旋转机翼上的流动结构:稳定入射流的影响》,Phys。流体,25,(2013)·doi:10.1063/1.4816632
[4] 卡尔,Z·R。;Devoria,A.C。;林盖特,M.J.,《旋转机翼的纵横比效应:循环和力》,J.流体力学。,767, 497-525, (2015) ·doi:10.1017/jfm.2015.44
[5] 艾灵顿,C.P。;Van Den Berg,C。;Willmott,A.P。;Thomas,A.L.R.,《昆虫飞行中的前沿旋涡》,《自然》,384626-630,(1996)·数字对象标识代码:10.1038/384626a0
[6] Fay,J.A.,《流体力学导论》(1994),麻省理工学院·Zbl 0900.76001号
[7] Garmann,D.J。;Visbal,M.R.,不同展弦比下旋转机翼的动力学,J.流体力学。,748, 932-956, (2014) ·doi:10.1017/jfm.2014.212
[8] 格雷,A。;阿贝纳,E。;Salamon,S.,《曲线和曲面的现代微分几何与Mathematica®》,(2006),Chapman&Hall/CRC·Zbl 1123.53001号
[9] 哈比格,R.R。;谢里丹,J。;汤普森,M.C.,雷诺数和展弦比对旋转昆虫翅膀平面前缘涡的影响,J.流体力学。,717, 166-192, (2013) ·Zbl 1284.76430号 ·doi:10.1017/jfm.2012.565
[10] 贾丁,T。;David,L.,科里奥利效应增强旋转翅膀的升力,Phys。版本E,91,(2015)
[11] Kruyt,J.W。;Van Heijst,G.F。;Altshuler,D.L。;Lentink,D.,不同展弦比旋转机翼的功率降低和失速延迟的径向极限,J.R.Soc.Interface,12,(2015)
[12] Lee,S.J。;Lee,E.J。;Sohn,M.H.,枫树翅果自转飞行机理(掌叶槭)《实验流体》,55,1718,(2014)·doi:10.1007/s00348-014-1718-4
[13] Lentink博士。;Dickinson,M.H.,旋转加速度稳定旋转机翼上的前缘涡,J.Expl Biol。,212, 2705-2719, (2009) ·doi:10.1242/jeb.022269
[14] Lentink,D。;迪克森·W·B。;Van Leeuwen,J.L。;Dickinson,M.H.,前沿旋涡提升自动旋转植物种子的升力,《科学》,3241438-1440,(2009)·doi:10.1126/science.1174196
[15] 利马赫,E。;Rival,D.E.,《关于类似萨马拉飞行中前缘涡循环的分布》,J.流体力学。,776, 316-333, (2015) ·doi:10.1017/jfm.2015.279
[16] Maxworthy,T.,《动物翅膀向前运动期间前缘涡的形成和维持》,J.流体力学。,587, 471-475, (2007) ·兹比尔1141.76487 ·doi:10.1017/S0022112007007616
[17] 墨菲,D.W。;Adhikari,D。;韦伯斯特,D.R。;Yen,J.,浮游海蝶的水下飞行,J.Expl Biol。,219, 535-543, (2016) ·doi:10.1242/jeb.129205
[18] 菲利普斯,N。;Knowles,K。;Bomphrey,R.J.,《展弦比对昆虫式扑翼上方前缘涡的影响》,Biosinpir。仿生学。,10, (2015) ·doi:10.1088/1748-3190/10/5/056020
[19] Salcedo,E。;特列维诺,C。;巴尔加斯,R.O。;Martínez-Suástegui,L.,下降自转桃花心木种子三维流场的立体粒子图像测速测量(大叶水蚤),《实验生物学杂志》。,216, 2017-2030, (2013) ·doi:10.1242/jeb.085407
[20] Sarpkaya,T.,《关于静止和移动涡破裂》,J.流体力学。,45, 545-559, (1971) ·doi:10.1017/S002211207100181
[21] Usherwood,J.R。;Ellington,C.P.,《旋转机翼的空气动力学》。I.鹰蛾翅膀模型,J.Expl Biol。,205, 1547-1564, (2002)
[22] Wojcik,C.J。;Buchholz,J.H.J.,旋转叶片前缘涡中的涡度输运,流体力学杂志。,743, 249-261, (2014) ·doi:10.1017/jfm.2014.18
[23] Wood,D.,《小型风力涡轮机:分析、设计和应用》,(2011年),Springer·doi:10.1007/978-1-84996-175-2
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。