Образование вихрей и его контроль | Проф. С. Д. Шарма | 2017

Описание: Периодический отрыв вихрей, также известный как отрыв вихрей Кармана, является распространенным явлением, которое возникает в следе за номинально двумерным плохо обтекаемым телом из-за взаимодействия двух разделенных слоев сдвига с противоположных сторон. Мы использовали многочисленные методы, как активные, так и пассивные, для подавления этого чередующегося отрыва вихрей, чтобы смягчить его пагубные эффекты, такие как высокое сопротивление формы, вибрация, вызванная потоком, и шум. В методе активного управления только один из слоев сдвига на задней кромке аэродинамического профиля с тупым основанием либо всасывался, либо тангенциально обдувался непосредственно перед отрывом. С увеличением силы отсоса и выдува можно было достичь полного подавления отрыва вихрей. Эффективность метода постоянного выдува была дополнительно значительно улучшена путем его пульсирующего. Пульсирующий выдув применялся в режиме разомкнутого контура с двумя параметрами управления - силой выдува и частотой пульсаций. При частоте вдува, в два раза превышающей частоту естественного отрыва вихрей, и активной фазе цикла, составляющей всего 20%, было достигнуто не только полное подавление отрыва вихрей, но и было обнаружено, что след набирает импульс. В методе пассивного управления смещение вихрей по размаху было вызвано определенными геометрическими вырезами, предусмотренными на задней кромке модели. Было обнаружено, что формы зубцов приводят к появлению сильных продольных вихрей в парах либо сонаправленного, либо противоположного вращения по выбору. Регулярный отрыв вихрей был эффективно подавлен, что привело к снижению сопротивления формы примерно на 34%. Более того, было обнаружено, что пары противоположно вращающихся вихрей создают подъемную силу даже при нулевом угле атаки благодаря эффекту векторизации следа (нисходящего потока). Кроме того, следуя методу активного управления, только один из отделенных сдвиговых слоев был подавлен путем размещения короткой пластины под углом к ​​его траектории, что привело к полному подавлению отрыва вихрей. Периодический отрыв вихрей, также известный как отрыв вихрей Кармана, является распространенным явлением, которое возникает в следе за номинально двумерным плохо обтекаемым телом из-за взаимодействия двух разделенных слоев сдвига с противоположных сторон. Мы использовали многочисленные методы, как активные, так и пассивные, для подавления этого чередующегося отрыва вихрей, чтобы смягчить его пагубные эффекты, такие как высокое сопротивление формы, вибрация, вызванная потоком, и шум. В методе активного управления только один из слоев сдвига на задней кромке аэродинамического профиля с тупым основанием либо всасывался, либо тангенциально обдувался непосредственно перед отрывом. С увеличением силы отсоса и выдува можно было достичь полного подавления отрыва вихрей. Эффективность метода постоянного выдува была дополнительно значительно улучшена путем его пульсирующего. Пульсирующий выдув применялся в режиме разомкнутого контура с двумя параметрами управления - силой выдува и частотой пульсаций. При частоте вдува, в два раза превышающей частоту естественного отрыва вихрей, и активной фазе цикла, составляющей всего 20%, было достигнуто не только полное подавление отрыва вихрей, но и было обнаружено, что след набирает импульс. В методе пассивного управления смещение вихрей по размаху было вызвано определенными геометрическими вырезами, предусмотренными на задней кромке модели. Было обнаружено, что формы зубцов приводят к появлению сильных продольных вихрей в парах либо сонаправленного, либо противоположного вращения по выбору. Регулярный отрыв вихрей был эффективно подавлен, что привело к снижению сопротивления формы примерно на 34%. Более того, было обнаружено, что пары противоположно вращающихся вихрей создают подъемную силу даже при нулевом угле атаки благодаря эффекту векторизации следа (нисходящего потока). Кроме того, следуя методу активного управления, только один из отделенных сдвиговых слоев был подавлен путем размещения короткой пластины под углом к ​​его траектории, что привело к полному подавлению отрыва вихрей.