Un forzamiento distribuido periódicamente rotativo de flujo sobre una esfera para reducción de arrastre
Autores: Son, Donggun; Lee, Jungil
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Un forzamiento distribuido periódicamente rotativo de flujo sobre una esfera para reducción de arrastre
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Estudio
Fuerza
Reducción de arrastre
Esfera
Frecuencia
Vórtice
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 39
Citaciones: Sin citaciones
En el presente estudio, proponemos una fuerza distribuida rotativa periódicamente para el flujo turbulento sobre una esfera para la reducción de la resistencia. La fuerza de soplado/aspiración se aplica en una ranura finita de la superficie de la esfera cerca de la separación del flujo, y las velocidades de fuerza sinusoidal no estacionarias se distribuyen azimutalmente en la superficie de la esfera. Este perfil de fuerza rota periódicamente en la dirección azimutal con el tiempo con una frecuencia de fuerza, satisfaciendo el flujo de masa neta instantáneo cero. El número de Reynolds considerado es y se realizan simulaciones de grandes vórtices para evaluar el rendimiento del control. Se muestra que el rendimiento de reducción de la resistencia varía con la frecuencia de la fuerza, y los resultados de control se clasifican en regímenes de baja frecuencia ineficaces, reducción efectiva de la resistencia y regímenes de saturación de alta frecuencia. Con frecuencias de fuerza en el régimen de reducción efectiva de la resistencia, se genera un vórtice helicoidal a partir de la fuerza en la esfera y evoluciona en la capa límite, y este vórtice es responsable del retraso de la separación y la reanudación del flujo resultando en la recuperación de la presión de base y la reducción de la resistencia. La reducción máxima de la resistencia es de aproximadamente un 44% con la frecuencia de fuerza en el régimen de reducción efectiva de la resistencia, mientras que los controles en otros regímenes no producen una reducción de la resistencia.
Descripción
En el presente estudio, proponemos una fuerza distribuida rotativa periódicamente para el flujo turbulento sobre una esfera para la reducción de la resistencia. La fuerza de soplado/aspiración se aplica en una ranura finita de la superficie de la esfera cerca de la separación del flujo, y las velocidades de fuerza sinusoidal no estacionarias se distribuyen azimutalmente en la superficie de la esfera. Este perfil de fuerza rota periódicamente en la dirección azimutal con el tiempo con una frecuencia de fuerza, satisfaciendo el flujo de masa neta instantáneo cero. El número de Reynolds considerado es y se realizan simulaciones de grandes vórtices para evaluar el rendimiento del control. Se muestra que el rendimiento de reducción de la resistencia varía con la frecuencia de la fuerza, y los resultados de control se clasifican en regímenes de baja frecuencia ineficaces, reducción efectiva de la resistencia y regímenes de saturación de alta frecuencia. Con frecuencias de fuerza en el régimen de reducción efectiva de la resistencia, se genera un vórtice helicoidal a partir de la fuerza en la esfera y evoluciona en la capa límite, y este vórtice es responsable del retraso de la separación y la reanudación del flujo resultando en la recuperación de la presión de base y la reducción de la resistencia. La reducción máxima de la resistencia es de aproximadamente un 44% con la frecuencia de fuerza en el régimen de reducción efectiva de la resistencia, mientras que los controles en otros regímenes no producen una reducción de la resistencia.