Investigación Numérica del Control de Separación de Flujo de Jets de Generador de Vórtices Estacionarios y Armónicos
Autores: Alimi, Aria; Wünsch, Olaf
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2018
Acceso abierto
Artículo científico
2018
Investigación Numérica del Control de Separación de Flujo de Jets de Generador de Vórtices Estacionarios y Armónicos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Control de flujo activo
Burbujas de separación laminar
Chorros generadores de vórtices
Simulaciones numéricas directas
Separación de la capa límite
Estructuras coherentes
Licencia
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Citaciones: Sin citaciones
Se investigó el control activo del flujo de burbujas de separación laminar canónicas mediante chorros generadores de vórtices (VGJs) constantes y armónicos utilizando simulaciones numéricas directas. Se encontró que ambas estrategias de control eran efectivas para controlar la separación de la capa límite laminar. Sin embargo, los resultados actuales indican que, utilizando la misma amplitud de soplado, los VGJs armónicos fueron más efectivos y eficientes en la reducción de la región separada que los VGJs constantes, considerando el hecho de que los VGJs armónicos utilizan menos momento que el caso constante. Para los VGJs constantes, las estructuras longitudinales que se formaban inmediatamente aguas abajo de la ubicación de inyección conducían a la formación de vórtices tipo horquilla, causando una transición más temprana a la turbulencia. Se demostró que los vórtices de horquilla simétricos se desarrollaban aguas abajo de la ubicación de forzado para los VGJs armónicos también. Sin embargo, la mayor efectividad del control para la estrategia de control de flujo de los VGJs armónicos se atribuye al hecho de que se explotó el mecanismo de inestabilidad de la capa de cizalladura. Como resultado, las perturbaciones introducidas por los VGJs se amplificaron fuertemente, lo que llevó al desarrollo de estructuras coherentes a gran escala, que son muy efectivas para aumentar el intercambio de momento, limitando así la región separada.
Descripción
Se investigó el control activo del flujo de burbujas de separación laminar canónicas mediante chorros generadores de vórtices (VGJs) constantes y armónicos utilizando simulaciones numéricas directas. Se encontró que ambas estrategias de control eran efectivas para controlar la separación de la capa límite laminar. Sin embargo, los resultados actuales indican que, utilizando la misma amplitud de soplado, los VGJs armónicos fueron más efectivos y eficientes en la reducción de la región separada que los VGJs constantes, considerando el hecho de que los VGJs armónicos utilizan menos momento que el caso constante. Para los VGJs constantes, las estructuras longitudinales que se formaban inmediatamente aguas abajo de la ubicación de inyección conducían a la formación de vórtices tipo horquilla, causando una transición más temprana a la turbulencia. Se demostró que los vórtices de horquilla simétricos se desarrollaban aguas abajo de la ubicación de forzado para los VGJs armónicos también. Sin embargo, la mayor efectividad del control para la estrategia de control de flujo de los VGJs armónicos se atribuye al hecho de que se explotó el mecanismo de inestabilidad de la capa de cizalladura. Como resultado, las perturbaciones introducidas por los VGJs se amplificaron fuertemente, lo que llevó al desarrollo de estructuras coherentes a gran escala, que son muy efectivas para aumentar el intercambio de momento, limitando así la región separada.