湍流阻力减小的稳定横向强迫实验实现
摘要：在湍流边界层流动中，我们提出了一种空间跨越强迫的实验实现，旨在减少摩擦阻力。通过一系列沿横向运行的传送带，以交替的横向方向运行，从而产生稳定的空间方波驱动。采用立体粒子图像测速法来调查驱动对流动的影响，涉及湍流统计量、性能特征和横向速度剖面，对于一个波形为λ_x^+ = 401的波形。基于傅里叶模的线性叠加，提出了经典空间斯托克斯层理论的扩展，以描述非正弦边界条件。实验获得的横向剖面与扩展的理论模型显示良好的一致性。与报道的数值研究相一致，我们确认这种类型的强迫可以实现显著的流动控制效果。结果显示最大阻力减小26%，最大净节能8%。鉴于目前设置中强迫表面的有限空间范围，预计由于其沿流方向的暂态，阻力减小效果还将进一步增加。二阶湍流统计量在y^+约为100的墙向高度范围内被衰减，流向应力最大减小量为44%，积分湍流动能产生减小39%。
作者：Max W. Knoop, Friso H. Hartog, Ferdinand F. J. Schrijer, Olaf W. G. van Campenhout, Michiel van Nesselrooij and Bas W. van Oudheusden
论文ID：2308.04122
分类：Fluid Dynamics
分类简称：physics.flu-dyn
提交时间：2023-08-09