通过对粗糙壁面施加跨向壁面振动来减小压力阻力
摘要：施加跨向壁面振荡以减小过渡阶段和完全粗糙的湍流壁流中的压力阻力贡献，这是目前研究的重点。通过进行一系列直接数值模拟，测试了在沿示流方向排列、具有不同示流间距的二维（跨向对齐）半圆柱杆上的湍流流动的黏性干扰削减策略的有效性。在光洁壁皮阻力削减的最佳粘性比例激励参数下施加表面振荡被发现能够实现所有粗糙壁皮案例的大幅阻力削减（> 25％），并且在匹配的粗糙雷诺数条件下保持。总阻力削减在过渡阶段粗糙流动的情况下（即示流间距较大）是由于黏性阻力和压力阻力的降低，而在完全粗糙的情况下（即示流间距较小），仅与压力阻力减小有关，并且这是首次报告。研究发现，所有情况下的压力阻力减小是由粗糙尾流中涡 shedding 活动的衰减引起的，而衰减频率与流体力学中涡 shedding 频率的数量级相当。与之前的研究猜测相反，本研究证实了通过施加跨向振荡来实现的压力阻力削减机制与黏性阻力削减是独立的。
作者：Rahul Deshpande, Aman G. Kidanemariam, Ivan Marusic
论文ID：2308.13716
分类：Fluid Dynamics
分类简称：physics.flu-dyn
提交时间：2023-08-29