Управление течением в каверне с помощью периодического вдува
Численно исследуется возможность управления течением вязкой несжимаемой жидкости в окрестности плоской каверны, осуществляемого с помощью периодического вдува с малой скоростью через часть дна каверны. Вдув с частотой, равной собственной частоте колебаний течения при обтекании каверны в режиме сдвиг...
Saved in:
| Published in: | Прикладна гідромеханіка |
|---|---|
| Date: | 2010 |
| Main Authors: | , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут гідромеханіки НАН України
2010
|
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/87737 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Управление течением в каверне с помощью периодического вдува / Г.А. Воропаев, Н.В. Розумнюк // Прикладна гідромеханіка. — 2010. — Т. 12, № 3. — С. 3-11. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860034956898598912 |
|---|---|
| author | Воропаев, Г.А. Розумнюк, Н.В. |
| author_facet | Воропаев, Г.А. Розумнюк, Н.В. |
| citation_txt | Управление течением в каверне с помощью периодического вдува / Г.А. Воропаев, Н.В. Розумнюк // Прикладна гідромеханіка. — 2010. — Т. 12, № 3. — С. 3-11. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Прикладна гідромеханіка |
| description | Численно исследуется возможность управления течением вязкой несжимаемой жидкости в окрестности плоской каверны, осуществляемого с помощью периодического вдува с малой скоростью через часть дна каверны. Вдув с частотой, равной собственной частоте колебаний течения при обтекании каверны в режиме сдвигового слоя, приводит к резонансному усилению амплитуды возмущений, увеличивает периодические выбросы жидкости из каверны в пограничный слой ниже каверны, удлиняет зону влияния каверны. Удвоенная частота вдува, наоборот, существенно демпфирует собственные возмущения и подавляет выбросы из каверны. Таким образом, влияние каверны на параметры основного течения существенно уменьшается.
Чисельно досліджується можливість керування потоком в'язкої нестисливої рідини в околі плоскої каверни, впровадженого за допомогою періодичного вдуву з малою швидкістю через частину дна каверни. Вдув з частотою, яка дорівнює власній частоті коливань течії при обтіканні каверни в режимі зсувного шару, призводить до резонансного посилення амплітуди збурень, збільшує періодичні викиди рідини з каверни в примежовий шар нижче каверни, подовжує зону впливу каверни. Подвоєна частота вдуву, навпаки, суттєво демпфує власні збурення та пригнічує викиди з каверни. Таким чином, вплив каверни на параметри основного потоку зменшується.
Numerical modeling is utilized to analyze a possibility to control the flow of viscous incompressible fluid over a plane cavity by means of periodic blowing at low rate through a part of the cavity bottom. The blowing with the frequency equal to the eigenfrequency of the flow over the cavity oscillations at the shear-layer regime leads to resonant amplification of the disturbance amplitude, increase periodic bursts of fluid from the cavity into the boundary layer and extends the affected zone downstream. Doubled frequency, on the contrary, essentially dumps the natural disturbances and suppresses the bursts from the cavity. Thus, the influence of the cavity onto the main flow parameters in much reduced.
|
| first_indexed | 2025-12-07T16:53:30Z |
| format | Article |
| fulltext |
НАУКОВI СТАТТI ISSN 1561 -9087 Прикладна гiдромеханiка. 2010. Том 12, N 3. С. 3 – 11
УДК 532.526
УПРАВЛЕНИЕ ТЕЧЕНИЕМ В КАВЕРНЕ С ПОМОЩЬЮ
ПЕРИОДИЧЕСКОГО ВДУВА
Г. А. В ОР ОП А ЕВ, Н. В. Р ОЗ УМ Н ЮК
Институт гидромеханики НАН Украины, Киев
Получено 15.07.2009
Численно исследуется возможность управления течением вязкой несжимаемой жидкости в окрестности плоской
каверны, осуществляемого с помощью периодического вдува с малой скоростью через часть дна каверны. Вдув с
частотой, равной собственной частоте колебаний течения при обтекании каверны в режиме сдвигового слоя, приво-
дит к резонансному усилению амплитуды возмущений, увеличивает периодические выбросы жидкости из каверны в
пограничный слой ниже каверны, удлиняет зону влияния каверны. Удвоенная частота вдува, наоборот, существен-
но демпфирует собственные возмущения и подавляет выбросы из каверны. Таким образом, влияние каверны на
параметры основного течения существенно уменьшается.
Чисельно дослiджується можливiсть керування потоком в’язкої нестисливої рiдини в околi плоскої каверни, впро-
вадженого за допомогою перiодичного вдуву з малою швидкiстю через частину дна каверни. Вдув з частотою, яка
дорiвнює власнiй частотi коливань течiї при обтiканнi каверни в режимi зсувного шару, призводить до резонансно-
го посилення амплiтуди збурень, збiльшує перiодичнi викиди рiдини з каверни в примежовий шар нижче каверни,
подовжує зону впливу каверни. Подвоєна частота вдуву, навпаки, суттєво демпфує власнi збурення та пригнiчує
викиди з каверни. Таким чином, вплив каверни на параметри основного потоку зменшується.
Numerical modeling is utilized to analyze a possibility to control the flow of viscous incompressible fluid over a plane
cavity by means of periodic blowing at low rate through a part of the cavity bottom. The blowing with the frequency
equal to the eigenfrequency of the flow over the cavity oscillations at the shear-layer regime leads to resonant amplification
of the disturbance amplitude, increase periodic bursts of fluid from the cavity into the boundary layer and extends the
affected zone downstream. Doubled frequency, on the contrary, essentially dumps the natural disturbances and suppresses
the bursts from the cavity. Thus, the influence of the cavity onto the main flow parameters in much reduced.
ВВЕДЕНИЕ
При обтекании каверны в плоской поверхности
режим потока в окрестности каверны может ва-
рьироваться от стационарного к периодическому
с преобладанием одной или нескольких частот, и
до существенно апериодического, в зависимости
от параметров набегающего течения и размеров
каверны[1−7]. Соответственно меняется влияние
каверны на интегральные характеристики обтека-
емой поверхности. Наложение вынужденного во-
змущения в виде периодического распределенного
вдува жидкости в каверну может повлиять на по-
ведения потока не только внутри каверны, но и в
основном течении вниз по потоку.
1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
Данная работа представляет результаты чис-
ленного моделирования вязкого течения в окре-
стности прямоугольной каверны глубиной d = b/2
(где b – длина каверны вдоль потока) при уме-
ренных числах Рейнольдса по скорости основно-
го потока и длине каверны (Reb = 6000 ÷ 20000).
На половине дна каверны применяется равномер-
но распределенный вдув с заданной периодично-
стью. Каверна находится на фиксированном рас-
стоянии от носика пластины, т. е. отношение то-
лщины пограничного слоя перед каверной к дли-
не каверны изменяется при изменении числа Рей-
нольдса (δ/b = 0.25÷ 0.1).
Предполагается, что ширина канавки (поперек
потока) достаточно большая для того, чтобы те-
чение вдали от торцов можно было моделировать
в двухмерном приближении. Как было показано
в экспериментальной работе [4] (где параметры
течения подобны исследуемым здесь), если дли-
на каверны в трансверсальном направлении пре-
вышает ее ширину, то влияние ширины на основ-
ные частотные характеристики течения в окре-
стности каверны становится несущественным.
Задача решается в двумерной формулировке,
нестационарные уравнения Навье-Стокса запи-
сываются в переменных завихренность − функция
тока:
∂ω
∂t
+ u
∂ω
∂x
+ v
∂ω
∂y
=
1
Re
(
∂2ω
∂x2
+
∂2ω
∂y2
)
; (1)
∂2ψ
∂x2
+
∂2ψ
∂y2
= ω, (2)
где завихренность ω и функция тока ψ определя-
c© Г. А. Воропаев, Н. В. Розумнюк, 2010 3
ISSN 1561 -9087 Прикладна гiдромеханiка. 2010. Том 12, N 3. С. 3 – 11
ются следующим образом:
ω =
∂u
∂y
−
∂v
∂x
; (3)
u =
∂ψ
∂y
, v = −
∂ψ
∂x
. (4)
Граничные условия − это равномерный поток
на входе в расчетную область, прилипание жидко-
сти на твердой границе, "мягкие"условия на выхо-
де, подвижная крышка с проскальзыванием на
верхней границе потока.
Периодический импульсный вдув применяется
на половине дна каверны (b/2 < x < b) перпенди-
кулярно ко дну (pис. 1). Т. е. продольная скорость
равна нулю, а вертикальная скорость зависит от
времени следующим образом:
νwall =
{
νblowing, t ∈ [tn−1; tn−1 + ∆t/2],
0, t ∈ [tn−1 + ∆t/2; tn],
где ∆t − период вдува, n − номер цикла. Таким
образом, в течение первой половины периода прои-
сходит вдув со скоростью νblowing, в течение вто-
рой половины периода восстанавливаются условия
непротекания.
2. ЧИСЛЕННЫЙ МЕТОД
Уравнения (1), (2) решаются численно метода-
ми конечных разностей. Подробности численной
процедуры описаны в [1, 3].
В расчетной области вводится ортогональная се-
тка со сгущением шагов в областях сильных изме-
нений физических параметров, т. е. возле поверх-
ности пластины, в районе каверны и кромок пла-
стины.
В качестве вычислительной схемы для уравне-
ния переноса завихренности (1) используется не-
явная схема метода переменных направлений, а
уравнение Пуассона для функции тока (2) ре-
шается методом линейного сканирования. Диф-
фузионные члены аппроксимируются конечными
разностями 2-го порядка точности, конвективные
члены − противопоточными разностями 3-го по-
рядка [9].
На каждом шаге по времени контролируется
сходимость расчета как основных уравнений, так и
граничных условий для завихренности на твердой
стенке. Алгоритм позволяет либо получать ста-
ционарное решение, когда все параметры потока
остаются неизменными при дальнейшем расчете,
либо исследовать поведение течения во времени.
Рис. 1. Схема управления потоком посредством вдува
Начальными условиями для исследования вли-
яния вдува являются результаты моделирования
обтекания каверны без вдува [3].
3. РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТОВ
Течение в каверне без управления может иметь
стационарный или нестационарный характер в за-
висимости от соотношения параметров натека-
ющего пограничного слоя и размеров каверны.
Основным механизмом, приводящим к нестацио-
нарному режиму, является развитие неустойчиво-
сти сдвигового слоя, возникающего в верхней ча-
сти каверны вследствие взаимодействия внешнего
потока и жидкости в каверне. Локальное поведе-
ние свободного сдвигового слоя зависит от началь-
ного градиента скорости в нем и длины пути ра-
звития. В данной задаче первое определяется то-
лщиной потери импульса пограничного слоя перед
каверной b/θ0, а второе − длиной каверны b. Со-
отношение этих величин является одним из основ-
ных параметров задачи.
При низких Reb (до ∼= 7000) отношение b/θ0 на-
столько мало, что на длине каверны сдвиговый
слой остается устойчивым, и все течение стацио-
нарно. Течение внутри каверны и основной поток
разделены нулевой линией тока, через которую не
происходит обмен жидкостью между каверной и
течением над пластиной. При малых числах Рей-
нольдса (порядка 1000) весь объем жидкости в ка-
верне, расположенной под сдвиговым слоем, вра-
щается вокруг одного центра, при более высоких
– формируется несколько зон с разным направле-
нием вращения (крупномасштабные вихри). Более
интенсивный вихрь находится возле правой стен-
ки каверны и занимает почти всю глубину кавер-
ны (pис. 2, а).
4 Г. А. Воропаев, Н. В. Розумнюк
ISSN 1561 -9087 Прикладна гiдромеханiка. 2010. Том 12, N 3. С. 3 – 11
Рис. 2. Изолинии завихренности (а) в каверне без вдува при стационарном режиме течения (Reb = 6250)
и мгновенные изолинии завихренности (б) при режиме периодических колебаний (Reb = 15625)
Рис. 3. Мгновенные изолинии завихренности при вдуве с частотой fblowing = fsl при Reb = 6250:
а – t=88; б – t=143.84
Рис. 4. Завихренность на выходной кромке каверны при вдуве с частотой при Reb = 6250:
а – fblowing = fsl; б – fblowing = 2fsl
Г. А. Воропаев, Н. В. Розумнюк 5
ISSN 1561 -9087 Прикладна гiдромеханiка. 2010. Том 12, N 3. С. 3 – 11
Рис. 5. Мгновенные изолинии завихренности при вдуве с частотой fblowing = 2fsl при Reb = 6250:
а – t=88; б – t=120.48
Рис. 6. Мгновенные изолинии завихренности при вдуве с частотой fblowing = fsl при Reb = 15625:
а – t=144.64; б – t=151.68; в – t=160; г – t=216
При Reb > 7000 на фоне этой крупномасшта-
бной структуры течения происходят периодиче-
ские колебания, возникающие вследствие того, что
в сдвиговом слое при подходе к кромке уже обра-
зовались отдельные вихри, которые периодически
ударяются о стенку каверны возле кромки (pис. 2,
б). Таким образом, частота этих колебаний равна
частоте неустойчивости слоя сдвига fsl, образую-
щегося из сходящего с левой кромки пограничного
слоя, с учетом влияния длины его развития, т.е.
длины каверны b.
Верхняя часть вихрей, образованных сдвиговым
слоем, срезается правой кромкой каверны и уноси-
тся вдоль пластины, вызывая колебания в погра-
ничном слое ниже каверны, что определяет основ-
ную частоту возмущений в пограничном слое.
Остальная часть вихревого образования сдвиго-
вого слоя попадает внутрь каверны и взаимодей-
ствует с элементами структуры течения в кавер-
не. Это, в свою очередь, воздействует на сдвиго-
вый слой − происходит некоторое вертикальное
смещение положения сдвигового слоя относитель-
но кромки, появляются более низкие частоты.
Чем больше число Рейнольдса, тем сильнее про-
6 Г. А. Воропаев, Н. В. Розумнюк
ISSN 1561 -9087 Прикладна гiдромеханiка. 2010. Том 12, N 3. С. 3 – 11
Рис. 7. Завихренность на выходной кромке каверны при вдуве с частотой (Reb = 15625)
а – fblowing = fsl; б – fblowing = 0.5fsl; в – fblowing = 1.33fsl; г – fblowing = 4fsl
является влияние неустойчивости течения внутри
каверны на внешний поток. Взаимодействие с вне-
шним потоком начинает происходить на всей дли-
не каверны, большие порции жидкости выплески-
ваются вверх, в некоторые моменты сдвиговый
слой в верхней части каверны вообще не просле-
живается. Пограничный слой на пластине ниже
каверны испытывает сильное влияние как от этих
выплесков из каверны, так и вследствие отрыва
потока, возникающего на кромке каверны. Тем не
менее, в спектре частот колебаний частота сдви-
гового слоя fsl является доминирующей. Исхо-
дя из этого, первая собственная мода сдвигового
слоя для каверны в естественных условиях взята
в качестве определяющего параметра управления.
Ниже приводятся результаты численного экспери-
мента по исследованию импульсного вдува с ча-
стотами, кратными этой частоте.
Представлены результаты для двух характер-
ных случаев. В первом вдув применяется на фоне
стационарного течения в каверне (Reb = 6250), во
втором − на фоне автоколебательного течения в
режиме сдвигового слоя (Reb = 15625).
Стационарный режим при Reb = 6250 был по-
лучен в результате установления, а на начальной
стадии также происходят колебания, связанные с
развитием слоя сдвига в верхней части каверны,
которые со временем затухают [3]. Частота этих
колебаний fsl и используется для периодического
вдува.
На pис. 3 показаны изолинии завихренности в
некоторые моменты времени после начала пе-
риодического вдува с частотой fblowing = fsl.
По этим рисункам видно, что поступающая в ка-
верну жидкость постепенно вытесняет крупный
вихрь, находившийся возле правой стенки кавер-
ны в естественных условиях без вдува. В то же
время, накладываемые вдувом возмущения тече-
ния в каверне приводят к неустойчивости сходя-
щего с левой кромки пограничного слоя и разви-
Г. А. Воропаев, Н. В. Розумнюк 7
ISSN 1561 -9087 Прикладна гiдромеханiка. 2010. Том 12, N 3. С. 3 – 11
Рис. 8. Завихренность в потоке на расстоянии x ниже каверны при вдуве с частотой fblowing = fsl
(Reb = 15625)
Рис. 9. Мгновенные изолинии завихренности при вдуве с частотой fblowing = 0.5fsl при Reb = 15625:
а – t = 153.28; б – t = 154.4
8 Г. А. Воропаев, Н. В. Розумнюк
ISSN 1561 -9087 Прикладна гiдромеханiка. 2010. Том 12, N 3. С. 3 – 11
вающегося из него слоя сдвига. В результате в ра-
йоне правой кромки наблюдаются колебания зави-
хренности, средний уровень завихренности также
повышается (pис. 4, а).
При вдуве с удвоенной частотой сдвигового слоя
fblowing = 2fsl также возникают колебания, но ме-
нее интенсивные. Слой сдвига не изменяется так
сильно за период вдува, как в предыдущем случае
(pис. 5). Соответственно колебания завихренности
возле правой кромки имеют меньшую амплитуду
(pис. 4, б).
В случае более высокого числа Рейнольдса
вдув накладывается на периодическое течение
(Reb = 15625). Если частота вдува равна часто-
те собственных колебаний, происходит существен-
ное усиление интенсивности вихревого течения в
каверне. Оно особенно заметно в верхней части
каверны, где в слое сдвига развиваются довольно
интенсивные вихри (pис. 6). При столкновении с
нижней кромкой они разрушаются, и верхние ча-
сти этих вихрей сносятся вниз по потоку вдоль
поверхности пластины. Нижние части попадают
внутрь каверны и вместе с пятнами завихренно-
сти обратного знака, генерированными взаимодей-
ствием на нижней кромке, перемещаются на фо-
не крупных вихрей, существовавших в каверне
до начала вдува. Крупный вихрь возле правой
кромки постепенно вытесняется вдуваемой жид-
костью (pис. 6,б). Однако нижние части разру-
шившихся вихрей сдвигового слоя через некоторое
время образуют новую вихревую систему, состоя-
щую из нескольких пятен с разным знаком зави-
хренности (pис. 6,в). Далее и эта структура выте-
сняется из каверны и процесс повторяется. Таким
образом, наряду с колебаниями течения на часто-
те вдува/сдвигового слоя и дробными частотами,
связанными с изменением положения слоя сдвига
относительно правой кромки, наблюдаются изме-
нения течения, продолжительность которых нам-
ного превосходит период вдува (pис. 7,а).
Такие же частоты прослеживаются и в пограни-
чном слое ниже каверны. На pис. 8 представлены
графики завихренности в нескольких точках по
высоте на разном расстоянии от каверны. По изме-
нению величины амплитуды колебаний на разной
высоте видно, что сгенерированные каверной и пе-
реносимые течением вихревые образования сме-
щаются то выше, то ниже по отношению к пласти-
не. Например, в моменты времени t ∼ 150 и t ∼ 180
уровень завихренности вблизи поверхности (y ≈
0.1δ) становится меньше, чем на расстоянии 0.25δ
и 0.5δ, т. е. вихри проходят на большей высоте,
чем в остальное время наблюдений. Это приблизи-
тельно соответствует тем моментам, когда в кавер-
Рис. 11. Изолинии завихренности при вдуве
с частотой 3fblowing = fsl
Рис. 12. Завихренность на нижней кромке каверны
при вдуве с fblowing = fsl
не возле правой стенки временно отсутствуют ра-
звитые вихревые образования, вытесненные вду-
ваемой жидкостью, а положение слоя сдвига та-
кое, что большая часть образованных в нем вихрей
проходит выше правой кромки каверны.
Половинная частота вдува приводит к интенси-
фикации каждого второго вихря, формирующего-
ся в слое сдвига (pис. 9). Малые порции завихрен-
ной жидкости, попадающие внутрь каверны после
взаимодействия этих вихрей с нижней кромкой, не
проникают вглубь каверны и быстро выносятся во
внешнее течение. Но некоторые долговременные
изменения амплитуды колебаний все-таки присут-
ствуют (pис. 7, б). Колебания прослеживаются и
вниз по потоку (pис. 10).
Если вдув выполняется с частотой, заметно пре-
вышающей собственную частоту сдвигового слоя,
течение стабилизируется. Развитие вихрей в сдви-
говом слое подавляется (pис. 11), амплитуда коле-
баний завихренности возле нижней кромки кавер-
Г. А. Воропаев, Н. В. Розумнюк 9
ISSN 1561 -9087 Прикладна гiдромеханiка. 2010. Том 12, N 3. С. 3 – 11
Рис. 10. Завихренность в потоке на расстоянии x ниже каверны при вдуве с частотой fblowing = 0.5fsl при
Reb=15625:
а – x = 0.25b; б – x = 0.5b; в – x = 0.75b и г – x = b
ны падает (pис. 12).
Ниже каверны колебания быстро затухают и на
расстоянии длины каверны вниз по потоку прак-
тически исчезают (pис. 8, 10). Максимальное во-
здействие наблюдается при частоте вдува, близ-
кой к удвоенной частоте неустойчивости сдвиго-
вого слоя (pис. 12).
При естественном обтекании каверны колебания
течения в окрестности каверны определяются со-
четанием двух факторов: степенью развития неу-
стойчивости слоя сдвига на длине каверны и взаи-
модействием этого слоя с нижней кромкой кавер-
ны. Так как максимальная завихренность в слое
находится в ядрах вихрей, образованных в слое
сдвига, интенсивность взаимодействия с кромкой
зависит от положения слоя относительно кромки.
Структура течения при естественном обтекании
такова, что середина сдвигового слоя (т. е. ядра
вихрей) находится примерно на уровне кромки. С
началом вдува через дно каверны вдуваемая жид-
кость захватывается крупным вихрем возле пра-
вой стенки и отклоняется влево. Но после несколь-
ких циклов вдува этот вихрь вытесняется и во-
зле правой кромки формируется выходящий из ка-
верны поток, который оттесняет сдвиговый слой
выше кромки. Поэтому амплитуда колебаний на
кромке уменьшается, соответственно уменьшается
амплитуда вблизи поверхности пластины ниже ка-
верны. Основная часть сдвигового слоя с более
высокой завихренностью проходит на расстоянии
порядка половины толщины пограничного слоя,
поэтому на pис. 12 уровень завихренности на этом
10 Г. А. Воропаев, Н. В. Розумнюк
ISSN 1561 -9087 Прикладна гiдромеханiка. 2010. Том 12, N 3. С. 3 – 11
Рис. 13. Завихренность в потоке на расстоянии x ниже каверны при вдуве
с частотой fblowing = fsl при Reb = 15625 :
а – x = 0.25b; б – x = 0.5b
расстоянии от стенки становится больше, чем во-
зле поверхности.
ВЫВОДЫ
• Наложение малых, но конечных возмущений
скорости на структуру вихревого течения вну-
три каверны приводит к качественному и ко-
личественному изменению структуры вихре-
вого течения внутри каверны и в следе за ней.
• При частотах вдува, больших собственной ча-
стоты сдвигового слоя, течение в каверне ре-
гуляризуется, низкочастотные выбросы из ка-
верны вырождаются, вниз по потоку просле-
живаются высокочастотные возмущения с ча-
стотой вдува.
• При частоте вдува, равной частоте первой мо-
ды собственных колебаний сдвигового слоя,
формирующегося на границе каверны, интен-
сифицируется низкочастотный выброс жид-
кости из каверны. За каверной формируе-
тся пульсирующая зона возвратного течения,
имеющая протяженность, сравнимую с дли-
ной каверны. Вниз по потоку прослеживаю-
тся нестационарные возмущения скорости и
давления с несущей частотой вдува, модули-
рованные частотой выбросов.
• При частотах вдува, равных половине часто-
ты первой моды собственных колебаний сдви-
гового слоя, существенно интенсифицируется
каждый второй выброс. Вниз по потоку на-
блюдаются интенсивные нестационарные во-
змущения.
1. Воропаев Г. А., Розумнюк Н. В.. Численное мо-
делирование вязкого течения над поверхностью с
углублением // Прикладна гiдромеханiка.– 2004.–
6(78), N 4.– С. 17–23.
2. Воскобiйник А. В., Воскобiйник В. А. Кiнематика
вихрового руху на обтiчнiй поверхнi з напiвцилiн-
дричною канавкою // Акустичний вiсник.– 2007.–
10, N 3.– С. 30–41.
3. Розумнюк Н. В. Мгновенные и осредненные ха-
рактеристики вязкого потока около прямоуголь-
ной каверны // Прикладна гiдромеханiка.– 2007.–
9(81), N 4.– С. 49–58.
4. Disimile P. J., Toy N., Savory E. Effect of planform
aspect ratio on flow oscillations in rectangular caviti-
es // J. of Fluids Engineering.– 2000.– 122.– P. 32–
38.
5. Faure T. M., Adrianos P., Lusseyran F., Pastur L.
Visualisation of the flow inside an open cavity at
medium range Reynolds numbers // Experiments in
Fluids.– 2007.– 42.– P. 169–184.
6. Grace S. M., Dewar W. G., Wroblewski D. E. Experi-
mental investigation of the flow characteristics within
a shallow wall cavity for both laminar and turbulent
boundary layers // Experiments in Fluids.– 2004.–
36.– P. 791–804.
7. Lin J.-C., Rockwell D. Organized oscillation of initi-
ally turbulent flow past a cavity // AIAA Journal.–
2001.– 39, N 6.– P. 1139–1151.
8. Ukeiley L., Murray N. Velocity and surface pressure
measurements in an open cavity // Experiments in
Fluids.– 2005.– 38.– P. 656–671.
9. Shirayama S. Construction of modified third-order
schemes for stretched meshes // AIAA Journal.–
1992.– 30, N 5.– P. 1237–1242.
Г. А. Воропаев, Н. В. Розумнюк 11
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-87737 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1561-9087 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T16:53:30Z |
| publishDate | 2010 |
| publisher | Інститут гідромеханіки НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Воропаев, Г.А. Розумнюк, Н.В. 2015-10-24T15:13:20Z 2015-10-24T15:13:20Z 2010 Управление течением в каверне с помощью периодического вдува / Г.А. Воропаев, Н.В. Розумнюк // Прикладна гідромеханіка. — 2010. — Т. 12, № 3. — С. 3-11. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. 1561-9087 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/87737 532.526 Численно исследуется возможность управления течением вязкой несжимаемой жидкости в окрестности плоской каверны, осуществляемого с помощью периодического вдува с малой скоростью через часть дна каверны. Вдув с частотой, равной собственной частоте колебаний течения при обтекании каверны в режиме сдвигового слоя, приводит к резонансному усилению амплитуды возмущений, увеличивает периодические выбросы жидкости из каверны в пограничный слой ниже каверны, удлиняет зону влияния каверны. Удвоенная частота вдува, наоборот, существенно демпфирует собственные возмущения и подавляет выбросы из каверны. Таким образом, влияние каверны на параметры основного течения существенно уменьшается. Чисельно досліджується можливість керування потоком в'язкої нестисливої рідини в околі плоскої каверни, впровадженого за допомогою періодичного вдуву з малою швидкістю через частину дна каверни. Вдув з частотою, яка дорівнює власній частоті коливань течії при обтіканні каверни в режимі зсувного шару, призводить до резонансного посилення амплітуди збурень, збільшує періодичні викиди рідини з каверни в примежовий шар нижче каверни, подовжує зону впливу каверни. Подвоєна частота вдуву, навпаки, суттєво демпфує власні збурення та пригнічує викиди з каверни. Таким чином, вплив каверни на параметри основного потоку зменшується. Numerical modeling is utilized to analyze a possibility to control the flow of viscous incompressible fluid over a plane cavity by means of periodic blowing at low rate through a part of the cavity bottom. The blowing with the frequency equal to the eigenfrequency of the flow over the cavity oscillations at the shear-layer regime leads to resonant amplification of the disturbance amplitude, increase periodic bursts of fluid from the cavity into the boundary layer and extends the affected zone downstream. Doubled frequency, on the contrary, essentially dumps the natural disturbances and suppresses the bursts from the cavity. Thus, the influence of the cavity onto the main flow parameters in much reduced. ru Інститут гідромеханіки НАН України Прикладна гідромеханіка Управление течением в каверне с помощью периодического вдува Flow control in the cavity with helping periodic blowing Article published earlier |
| spellingShingle | Управление течением в каверне с помощью периодического вдува Воропаев, Г.А. Розумнюк, Н.В. |
| title | Управление течением в каверне с помощью периодического вдува |
| title_alt | Flow control in the cavity with helping periodic blowing |
| title_full | Управление течением в каверне с помощью периодического вдува |
| title_fullStr | Управление течением в каверне с помощью периодического вдува |
| title_full_unstemmed | Управление течением в каверне с помощью периодического вдува |
| title_short | Управление течением в каверне с помощью периодического вдува |
| title_sort | управление течением в каверне с помощью периодического вдува |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/87737 |
| work_keys_str_mv | AT voropaevga upravlenietečeniemvkavernespomoŝʹûperiodičeskogovduva AT rozumnûknv upravlenietečeniemvkavernespomoŝʹûperiodičeskogovduva AT voropaevga flowcontrolinthecavitywithhelpingperiodicblowing AT rozumnûknv flowcontrolinthecavitywithhelpingperiodicblowing |