30、近壁流动控制与孤立波和底部台阶相互作用的研究

近壁流动控制与孤立波和底部台阶相互作用的研究

在流体动力学领域，近壁流动控制以及孤立波与底部台阶的相互作用是两个重要的研究方向，它们对于理解流体行为和解决实际工程问题具有重要意义。下面将深入探讨这两个方面的研究内容。

非线性主动近壁流动控制

• 理论模型构建 ：
  • 构建了一种利用十字槽内捕获的涡旋和流体抽吸的非线性主动近壁流动控制理论模型。该模型基于简化假设，将循环流动用点涡代替，流体抽吸用流体动力汇来模拟。
  • 所构建的非线性近壁流动控制器包含涡旋平衡方程和槽尖锐边缘的库塔条件，可用于计算控制系统的参数，以确保稳定驻涡的存在和槽角处无分离流动。
• 动力学分析 ：
  • 对带有流体抽吸的槽内进行动力学分析，发现临界点要么是稳定或不稳定的焦点，要么是鞍点。
  • 浅槽中涡旋的稳定区域比深槽更宽，因此浅槽在近壁流动控制方面更具前景。
• 系统对外部扰动的响应 ：
  • 系统对小外部周期性扰动的响应由扰动频率与驻涡本征频率的比值决定，本征频率表征了涡旋在临界点附近的旋转情况。
  • 共振扰动会产生大振幅的低频涡旋运动和高频振动，这可能导致槽角处无分离流动的要求被破坏。而流体抽吸能显著降低系统中的共振载荷，提高流动配置的稳定性。

孤立波与底部台阶相互作用的数值研究