安东·伯采夫;何伟;张凯;西奥菲利斯;Taira、Kunihiko;迈克尔·阿米泰 低雷诺数下，过失速后掠有限机翼周围的线性模态不稳定性。 （英语） Zbl 1502.76035号 J.流体力学。 944，论文编号A6，28页（2022年）。 小结：基于NACA 0015剖面，在弦雷诺数（100 Re 400）下，对具有展弦比（AR=4）和展弦比为8的未展弦机翼上的线性模态不稳定性进行了数值研究。已使用直接数值模拟和选择性频率阻尼（视情况而定）生成层流基流。已经确定了几个不稳定三维线性全局（TriGlobal）本征模族，并在（Re=400\）处详细研究了它们对几何参数的依赖性。领先的整体模式A与机翼上形成的三维层流分离气泡中的峰值再循环有关，当再循环达到O（10，%）时变得不稳定。在无后掠机翼上，该模式在尾迹的跨中区域达到峰值，并随着峰值再循环位移的增加，向翼尖移动；它的线性放大导致尾迹不稳定。与模式A相比，其他放大模式的频率几乎相同且更高。已经确定了临界（Re），并且表明放大率随着扫频的增加而增加，最高可达（varLambda约10^circ）。在较高的\（\varLambda\）下，所有全局模式的放大程度都会降低，并最终稳定在\（\valLambda=30^\circ\）。在翼尖涡效应占主导地位的机翼（AR=4）上，未观察到前导模随扫掠的放大率增加。 引用于1文件 MSC公司： 76E09型 流体动力稳定性中非平行流的稳定性和不稳定性 76D05型 不可压缩粘性流体的Navier-Stokes方程 76D25型 尾迹和喷流 76D17号 粘性涡流 76平方米 谱方法在流体力学问题中的应用 关键词：不可压缩Navier-Stokes方程;低雷诺数流动;涡流;傅立叶分解;光谱元素代码;三维整体模态线性稳定性分析 软件：耐克5000 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{A.Burtsev}等人，《流体力学杂志》。944，第A6号文件，第28页（2022；Zbl 1502.76035） 全文： 内政部 OA许可证 参考文献： [1] 奥克维克，E.，勃兰特，L.，亨宁森，D.S.，Hœpffner，J.，Marxen，O.&Schlater，P.2006通过选择性频率阻尼的Navier-Stokes方程的稳态解。物理学。液体18，068102。 [2] Barkley，D.2006圆柱尾迹平均流的线性分析。欧罗普提斯。信件75（5），750-756。 [3] 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 [4] Barkley，D.&Henderson，R.D.1996圆柱尾迹的三维Floquet稳定性分析。《流体力学杂志》322，215-241·Zbl 0882.76028号 [5] Beneddine，S.、Sipp，D.、Arnault，A、Dandois，J.和Lesshafft，L.2016平均流量稳定性分析有效性的条件。《流体力学杂志》798，485-504·Zbl 1422.76070号 [6] Bippes，H.&Turk，M.1980 Windkanalmessungen in einem Rechteckflügel bei anliegender und abgelöster Strömung。技术代表DFVLR-IB 251-80。DFVLR公司。 [7] Bippes，H.&Turk，M.1984半球圆柱体上分离流动的石油流动模式。技术代表DFVLR-FB 84-20。DFVLR公司。 [8] 布莱克，J.1956对高攻角后掠机翼前缘失速的研究。J.R.航空公司。Soc.60（541），51-60。 [9] Boiko，A.V.、Dovgal，A.V..、Zanin，B.Y.和Kozlov，V.V.1996机翼分离流的三维结构（综述）。热物理。《航空机械》3（1），1-13。 [10] Broeren，A.P.&Bragg，M.B.2001二维翼型模型非定常失速流场的横向变化。美国汽车协会J.39（9），1641-1651。 [11] Calderon，D.E.，Cleaver，D.J.，Gursul，I.&Wang，Z.2014关于周期性降落有限机翼不存在不对称尾迹的问题。物理学。流体26（7），071907。 [12] Cantwell，C.D.等人。2015Nektar++：开源Spectral/HP元素框架。计算。物理学。192205-219号公社·Zbl 1380.65465号 [13] Citro，V.、Luchini，P.、Giannetti，F.和Auteri，F.2017通过残余复合实现流体流动数值模拟的有效稳定和加速。J.计算。物理学344，234-246。 [14] Cosyn，P.和Vierendeels，J.2006低雷诺数下低展弦比机翼的数值研究。《飞行器杂志》43（3），713-722。 [15] Dallmann，U.1988三维涡结构和涡度拓扑。流体动力学。第3（1）号决议，183-189。 [16] Délery，J.2013三维分离流拓扑：临界点、分离线和涡结构。约翰·威利父子公司·Zbl 1386.76003号 [17] Dong，H.，Mittal，R.&Najjar，F.M.2006低展弦比拍击箔片的尾流拓扑和水动力性能。《流体力学杂志》566、309-343·Zbl 1106.76025号 [18] Dong，S.，Karniadakis，G.E.&Chryssostomidis，C.2014A用于严重截断无界区域上不可压缩流动模拟的稳健且准确的流出边界条件。J.计算。物理261，83-105·Zbl 1349.76569号 [19] Edstrand，A.M.、Schmid，P.J.、Taira，K.和Cattafesta，L.N.2018a尾涡尾迹的平行稳定性分析。《流体力学杂志》837、858-895·Zbl 1419.76175号 [20] Edstrand，A.M.、Sun，Y.、Schmid，P.J.、Taira，K.和Cattafesta，L.N.2018b受抛物线稳定性分析启发的尾涡主动衰减。《流体力学杂志》855，R2·Zbl 1415.76168号 [21] Eldredge，J.D.&Jones，A.R.2019前沿旋涡：力学和建模。每年。《流体力学评论》51（1），75-104·Zbl 1412.76020号 [22] Fischer，P.F.1997不可压缩Navier-Stokes方程谱元解的重叠Schwarz方法。J.计算。《物理学》133（1），84-101·Zbl 0904.76057号 [23] Fischer，P.F.，Lottes，J.W.&Kerkemeier，S.G.2008 NEK5000网页。http://nek5000.mcs.anl.gov。 [24] Geuzaine，C.&Remacle，J.F.2009Gmsh：具有内置预处理和后处理设施的三维有限元网格生成器。国际期刊数字。方法。工程79（11），1309-1331·兹比尔1176.74181 [25] Gursul，I.，Cleaver，D.J.&Wang，Z.2014通过流体-结构相互作用控制低雷诺数流动。掠夺。Aerosp.航空公司。科学64，17-55。 [26] Gursul，I.，Wang，Z.和Vardaki，E.2007前沿涡流动控制机制综述。掠夺。Aerosp.航空公司。科学43（7），246-270。 [27] Hammond，D.A.&Redekopp，L.G.1998分离气泡的局部和全局不稳定性。欧洲机械工程师协会。B/流体17、145-164·Zbl 0922.76158号 [28] Harper，C.W.和Maki，R.L.1964后掠翼失速特性综述。NASA技术说明D-2373。 [29] He，W.、Burtsev，A.、Theofilis，V.、Zhang，K.、Taira，K.，Hayostek，S.和Amitay，M.2019a有限展弦比机翼的尾迹动力学。第3部分。三重线性稳定性分析。AIAA论文2019-1386·Zbl 1460.76593号 [30] He，W.，Gioria，R.，Pérez，J.M.&Theofilis，V.2017a三个NACA翼型周围低雷诺数大规模分离流动的线性不稳定性。《流体力学杂志》811、701-741·Zbl 1383.76229号 [31] He，W.，Guan，Y.，Theofilis，V.&Li，L.K.B.2019b波浪地面附近翼型周围低雷诺数分离流的稳定性。美国汽车协会J.57（1），29-34。 [32] He，W.，Pérez，J.M.，Yu，P.&Li，L.K.B.2019c地面效应中NACA 4415翼型周围低Re分离流的非模态稳定性分析。Aerosp.航空公司。科学。Technol.92，269-279。 [33] He，W.，Tendro，J.A.，Paredes，P.&Theofilis，V.2017b椭圆机翼后的线性不稳定性。西奥。计算。流体动力学31，483-504。 [34] Hornung，H.&Perry，A.E.1984三维分离的一些方面。第1部分：。水面分叉。Z.Flugwiss公司。Weltraumforsch.8，77-87。 [35] Huang，Y.，Venning，J.，Thompson，M.C.&Sheridan，J.2015倾斜梯形板尾迹中的涡分离和相互作用。《流体力学杂志》771，341-369。 [36] Jantzen，R.T.、Taira，K.、Granlund，K.O.和Ol，M.V.2014俯仰板周围的旋涡动力学。物理学。流体26（5），053606。 [37] Jones，A.R.，Medina，A.，Spooner，H.&Mulleners，K.2016旋转平板机翼上爆发前缘涡的特征。实验流体57（4），52。 [38] Jordi，B.E.，Cotter，C.J.&Sherwin，S.J.2014选择性频率阻尼方法的封装公式。物理学。流体26（3），034101。 [39] Juniper，M.P.、Hanifi，A.和Theofils，V.2014瑞典斯德哥尔摩flow-Nordita暑期学校关于复杂流动高级不稳定性方法的模态稳定性理论讲稿。申请。机械。修订版66（2），024804。 [40] Keller，H.B.1977分岔和非线性特征值问题的数值解。《分叉理论的应用》（编辑：P.Rabinowitz），第359-384页。学术·Zbl 0581.65043号 [41] Kim，D.&Gharib，M2010平移和旋转平板中三维涡流结构的实验研究。实验流体49（1），329-339。 [42] Kitsios，V.、Rodríguez，D.、Theofilis，V、Ooi，A.和Soria，J.2009大型分离提升机构曲线坐标下的整体稳定性分析。J.计算。《物理学》228（19），7181-7196·Zbl 1391.76514号 [43] Lottes，J.W.&Fischer，P.F.2005谱元法的混合多重网格/施瓦兹算法。科学杂志。计算24（1），45-78·Zbl 1078.65570号 [44] Lumley，J.L.1967《非均匀湍流的结构》。《大气湍流和波传播》（编辑A.M.Yaglam和V.I.Tatarsky），第66-178页。莫斯科瑙卡Doklady Akademii Nauk SSSR。 [45] Mancini，P.，Manar，F.，Granlund，K.O.，Ol，M.V.&Jones，A.R.2015低雷诺数下平移刚性机翼的非定常气动特性。物理学。流体27（12），123102。 [46] Medina，A.、Eldredge，J.D.、Kweon，J.和Choi，H.2015三维扑翼飞行中机翼变形效应的图解。美国汽车协会J.53（9），2607-2620。 [47] Moss，G.F.&Murdin，P.M.1968 NACA 0012段的二维低速风洞试验，包括失速俯仰振荡期间的测量。技术代表TR68104。皇家航空公司。 [48] Navrose，Brion，V.&Jacquin，L.2019有限翼展机翼附近尾迹区的瞬态增长。《流体力学杂志》866399-430·Zbl 1415.76422号 [49] Offermans，N.，Peplinski，A.，Marin，O.，Merzari，E.&Schlater，P.2020使用Nek5000进行大规模模拟时预条件的性能。《偏微分方程的谱和高阶方法》ICOSAHOM 2018（编辑S.J.Sherwin，D.Moxey，J.Peiró，P.E.Vincent&C.Schwab），第263-272页。施普林格国际出版公司·Zbl 1484.65324号 [50] Perry，A.E.&Chong，M.S.1987A使用临界点概念描述涡流运动和流型。每年。《流体力学评论》19（1），125-155。 [51] Rist，U.和Maucher，U.2002层流分离气泡中时间增长不稳定性的研究。欧洲机械工程师协会。B/液体21495-509·Zbl 1084.76525号 [52] Rodríguez，D.&Theofilis，V.2010由整体线性不稳定性引起的层流分离气泡的结构变化。《流体力学杂志》655、280-305·Zbl 1197.76136号 [53] Rodríguez，D.和Theofilis，V.2011关于机翼失速细胞的诞生。西奥。计算。流体动力学25（1-4），105-117·Zbl 1272.76124号 [54] Rossi，E.，Colagrossi，A.，Oger，G.&Le Touzé，D.2018改变雷诺数时失速翼型上的流动出现多重分叉。《流体力学杂志》846、356-391·Zbl 1404.76085号 [55] Rowley，C.W.，Mezić，I.，Bagheri，S.，Schlater，P.&Henningson，D.S.2009非线性流的谱分析。《流体力学杂志》64115-127·Zbl 1183.76833号 [56] Schewe，G.2001无定向钝体周围流动中的雷诺数效应。J.Wind Enging Ind.Aerodyng.89（14），1267-1289。 [57] Schmid，P.J.2010数值和实验数据的动态模式分解。《流体力学杂志》656，5-28·Zbl 1197.76091号 [58] Schmid，P.J.和Sesterhenn，J.L.2008数值和实验数据的动态模式分解。公牛队。阿默尔。物理学。Soc.，第61次APS会议，第208页。圣安东尼奥。 [59] Sipp，D.&Lebedev，A.2007基流和平均流的全局稳定性：圆柱流和空腔流的一般方法及其应用。《流体力学杂志》593333-358·Zbl 1172.76318号 [60] Sirovich，L.1987湍流和相干结构动力学，第一部分-第三部分：应用。数学45（3），561-571·兹比尔0676.76047 [61] Smith，L.R.&Jones，A.R.2020高喘振振幅俯仰机翼上的旋涡形成。《流体力学杂志》905，A22·Zbl 1460.76223号 [62] Son，O.&Cetiner，O.2017由于冲动俯仰平板周围流动的纵横比变化而产生的三维效应。J.航空公司。工程30（5），04017053。 [63] Taira，K.，Brunton，S.L.，Dawson，S.T.M.，Rowley，C.W.，Colonius，T.，Mckeon，B.J.，Schmidt，O.T.，Gordeyev，S.，Theofilis，V.&Ukeiley，L.S.2017流体流动的模态分析：概述。美国汽车协会J.55（12），4013-4041。 [64] Taira，K.和Colonius，T.2009低雷诺数下低展弦比平板机翼周围的三维流动。《流体力学杂志》623187-207·Zbl 1157.76321号 [65] Teixeira，R.De S.&Alves，L.S.De B.2017最小增益推进方案：用非定常解算器搜索不稳定稳态。西奥。计算。流体动力学31（5-6），607-621。 [66] Theofilis，V.2000关于稳态流动解及其非平行全局线性不稳定性。《第八届欧洲湍流会议论文集》（编辑：C.Dopazo），第35-38页。 [67] Theofilis，V.2003非平行和三维流动的全局线性不稳定性分析进展。掠夺。Aerosp.航空公司。科学39（4），249-315。 [68] Theofilis，V.、Barkley，D.和Sherwin，S.2002用于全球流动不稳定性和控制的Spectral/hp元件技术。飞行员。《期刊》106（1065），619-625。 [69] Theofilis，V.、Hein，S.和Dallmann，U.2000关于层流分离气泡中不稳定性和三维性的起源。菲尔翻译。R.Soc.伦敦。A358（1777），3229-3246·Zbl 1106.76363号 [70] Torres，G.E.&Mueller，T.J.2004低雷诺数下的低展弦比空气动力学。美国汽车协会J.42（5），865-873。 [71] Tufo，H.M.&Fischer，P.F.2001粗网格问题快速并行直接求解器。《平行分布杂志》，计算61（2），151-177·Zbl 0972.68191号 [72] Visbal，M.R.和Garmann，D.J.2019后掠对俯仰有限长宽比机翼动态失速的影响。美国汽车协会J.57（8），3274-3289。 [73] Weihs，D.和Katz，J.1983失速后气流在无后掠机翼上的细胞模式。美国汽车协会J.21（12），1757-1759。 [74] 威廉姆森，C.H.K.1996圆柱尾迹中的旋涡动力学。每年。《流体力学评论》28（1），477-539。 [75] Winkelman，A.E.&Barlow，J.B.1980矩形平面机翼失速后的流场模型。美国汽车协会J.18（8），1006-1008。 [76] Wygnanski，I.、Tewes，P.、Kurz，H.、Taubert，L.和Chen，C.2011边界层独立性原理在三维湍流混合层中的应用。《流体力学杂志》675，336-346·Zbl 1241.76266号 [77] Wygnanski，I.，Tewes，P.&Taubert，L.2014将边界层独立原则应用于湍流。《飞行器杂志》51（1），175-182。 [78] Zhang，K.，Hayostek，S.，Amitay，M.，Burtsev，A.，Theofilis，V.&Taira，K.2020a有限展弦比后掠机翼上的层流分离流动。J.流体力学905，R1·Zbl 1460.76593号 [79] Zhang，K.，Hayostek，S.，Amitay，M.，He，W.，Theofilis，V.&Taira，K.2020b关于翼尖效应下机翼上三维分离流动的形成。《流体力学杂志》895，A9·Zbl 1460.76594号 [80] Zhang，W.和Samtaney，R.2016大迎角下翼型低Re流的双叶型线性稳定性分析。物理学。流体28（4），044105。 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。