Существует ли вихреобразование вдоль поверхности объекта?

Срыв вихря происходит из-за отрыва потока. Типичным примером является колеблющийся след за цилиндром , частота которого зависит от размера объекта.

Я хочу знать, если длинный объект, такой как подводная лодка/поезд, движется через жидкость, будет ли (небольшой) отрыв потока в передней части объекта вызывать вихри, которые будут существовать и двигаться вдоль тела, прежде чем снова оторваться в конце. конец объекта?

т.е. имеют ли эти вихри фиксированную частоту относительно геометрии, чтобы отличить их от общей турбулентности пограничного слоя.

введите описание изображения здесь

Я провел поиск литературы, и не могу найти ответ на этот вопрос. Только повторяющийся комментарий о том, что «турбулентное поведение в больших масштабах сильно зависит от геометрии потока и общих параметров потока». 1 . Я также рассмотрел вопрос о «колебаниях давления на стенку на ступеньке, обращенной вперед». 2 , но результаты обычно представляются с точки зрения когерентности и взаимной корреляции в частотной области (например, модель Коркоса). 3 ) и не отвечайте на мой вопрос, зависящий от времени.

Кроме того, это 4 В статье показано, что выполняется численное моделирование, которое, казалось бы, показывает, что ответ положительный , однако взаимосвязь между частотой сброса в этом типе геометрии мне неясна.

введите описание изображения здесь

  1. Робинсон, Стивен К. «Когерентные движения в турбулентном пограничном слое». Ежегодный обзор гидромеханики 23.1 (1991): 601-639.

  2. Ларжо, Дж. Ф. и В. Мориньер. «Колебания давления на стенку и топология отрывных течений на прямом уступе». Эксперименты с жидкостями 42.1 (2007): 21-40.

  3. Коркос, Г. М. «Разрешение давления в турбулентности». Журнал Акустического общества Америки 35.2 (2005): 192-199.

  4. Брюно, Шарль-Анри, Патрик Жильерон и Ирадж Мортазави. «Пассивный контроль над двумерным телом Ахмеда с квадратной спиной с помощью пористых устройств». Журнал Fluids Engineering 130.6 (2008): 061101.

Ответы (2)

При низком числе Рениольда вихреобразование, описанное в вопросе, не происходит, основываясь на следующих видеороликах моделирования:

http://www.youtube.com/watch?v=ElmTA0t3bEc

http://www.youtube.com/watch?v=8o-JC3R9YBY

http://www.youtube.com/watch?v=sN9LP5dNWhc

Однако о более высоких числах Реньолдса см. Nakamura et al. «Эксперименты по вихреобразованию с плоских пластин с квадратными передней и задней кромками» J. Fluid Mech. (1991) том. 222, страницы 437-447 . Датчики размещаются вдоль стороны и на расстоянии от пластины для анализа частоты, и на фотографиях (рис. 6а и 6б) вдоль пластины можно увидеть вихри.

Отличная бумага. У вас есть ответ на вопрос, существуют ли какие-либо известные/эмпирические формулы для предсказания частоты вихрей, проходящих через край поверхности? т.е. аналог ф "=" Св.  В / Д ?
Извините, у меня нет такой формулы.
@James, на самом деле, в статье на странице 439 используется аналогичная формула, где D заменяется на c (длина хорды, длина пластины), но St считается зависимой переменной. Эталон сравнивает след с боковой длиной волны (раздел 3.4) и фазовой скоростью (рис. 8). Кажется, что частота примерно такая же сбоку, как и в следе.

Вы как будто ищете отрыв пограничного слоя, который происходит при достаточно большом числе Рейнольдса. См. «Введение в гидродинамику» Бэтчелора, разделы с 5.8 по 5.10.

Смотрите также:

http://en.wikipedia.org/wiki/Flow_separation

http://en.wikipedia.org/wiki/Boundary_layer

У вас могут быть потоки с большими числами Рейнольдса, в которых пограничный слой не разделен. Обычно большие числа Рейнольдса связаны с турбулентными пограничными слоями. Градиент давления является важным параметром для отрыва пограничного слоя.