Влияние проницаемости цилиндра на структуру его обтекания в глубокой воде

 
Код статьиS056852810001802-3-1
DOI10.31857/S056852810001802-3
Тип публикации Статья
Статус публикации Опубликовано
Авторы
Аффилиация: Университет Мерсина
Адрес: Мерсин, Турция
Аффилиация: Университет Чукурова
Адрес: Адана, Турция
Название журналаИзвестия Российской академии наук. Механика жидкости и газа
ВыпускНомер 5
Страницы134-145
Аннотация

Обтекание проницаемого цилиндра в глубокой воде исследовано методом трассерной визуализации потоков (PIV). В экспериментах высота глубокой воды и скорость набегающего потока были постоянны: hw = 340 мм и U = 156 мм/с. Для определения воздействия проницаемого цилиндра на структуру течения рассмотрены 8 значений коэффициента пористости: β = 0.4, 0.5, 0.6, 0.65, 0.7, 0.8 и 0.85. Результаты исследований показывают, что проницаемые цилиндры эффективны в качестве средств управления крупномасштабными вихревыми структурами за цилиндром. С увеличением пористости кинетическая энергия турбулентности и турбулентное напряжение уменьшаются. Это означает, что пульсации в следе за телом существенно ослабевают, благодаря проницаемости тела. Проницаемые цилиндры, имеющие коэффициент пористости выше, чем 0.6, не представляют собой препятствия для потока. Наконец, показано, что для всех значений диаметра проницаемого цилиндра поведение структур течений за проницаемым цилиндром одинаково.

Ключевые словаметод PIV, сход вихрей с тела, проницаемые цилиндры, глубокая вода
Получено17.10.2018
Дата публикации24.11.2018
Кол-во символов987
Цитировать   Скачать pdf Для скачивания PDF необходимо авторизоваться
Размещенный ниже текст является ознакомительной версией и может не соответствовать печатной.

всего просмотров: 389

Оценка читателей: голосов 0

1. Roshko A. On the wake and drag of bluff bodies // JAS. 1955. V. 22. № 2. P. 124–132.

2. Choi H., Jean W.-P., Kim J. Control of flow over a bluff body // Annu. Rev. Fluid Mech. 2008. V. 40. P. 113–139.

3. Hiejima S., Kumao T., Taniguchi T. Feedback control of vortex shedding around a bluff body by velocity excitation // Intern. J. Comput. Fluid Dynamics. 2005. V. 19. № 1. P. 87–92.

4. Muddada S., Patnaik B. S.V. An assessment of turbulence models for the prediction of flow past a circular cylinder with momentum injection // J. Wind Eng. Industr. Aerodynamics. 2010. V. 98. P. 575–591.

5. Li Z., Navon I. M., Hussaini M. Y., Le Dimet F.-X. Optimal control of cylinder wakes via suction and blowing // Computers Fluids. 2003. V. 32. P. 149–171.

6. Fransson J. H.M., Konıeczny P., Alfredsson P. H. Flow around a porous cylinder subject to continuous suction or blowing // J. Fluids Structures. 2004. V. 19. P. 1031–1048.

7. Yoon H.-S., Chun H.-H., Kim J.-H., Park R. Flow characteristics of two rotating side-by-side circular cylinders // Computers Fluids. 2009. V. 38. P. 466–474.

8. Karabelas S. J., Koumroglou B. C., Argyropoulos C. D., Markatos N. C. High Reynolds number turbulent flow past a rotating cylinder // Appl. Math. Modelling. 2012. V. 36. P. 379–398.

9. Amitay M., Smith B. L., Glezer A. Aerodynamic flow control using synthetic jet technology // AIAA Paper № 98–0208. 1998.

10. Feng L.-H., Wang J. J. Synthetic jet control of separation in the flow over a circular cylinder // Exp. Fluids. 2012. V. 53. P. 467–480.

11. Mclaughlın T. E., Munska M. D., Vaeth J. P., Auwalter D T. E., Goode J. R., Sıegel S. G. Plasma-based actuators for cylinder wake vortex control // 2nd AIAA Flow Control. Conf. Portland, Oregon, 2004–2129 (2004).

12. Corke T. C., Enloe C. L., Wilkinson S. P. Dielectric barrier discharge plasma actuators for flow control // Annu. Rev. Fluid Mech. 2010. V. 42. P. 505–529.

13. Owen J. C., Bearman P. W., Szewczyk A. A. Passive control of VIV with drag reduction // J. Fluids Structures. 2001. Vol. 15. P. 597–605.

14. Gozmen B., Akilli H., Sahin B. Passive control of circular cylinder wake in shallow flow // Measurement. 2013. V. 46. P. 1125–1136.

15. Strykowski P. J., Sreenivasan K. R. On the formation and suppression of vortex shedding at low Reynolds numbers // J. Fluid Mech. 1990. V. 218. P. 71–107.

16. Wang J. J., Zhang P. F., Lu S. F., Wu K. Drag reduction of a circular cylinder using an upstream rod. // Flow, Turbulence Combustion 2006. V. 76. P. 83–101.

17. Gim O. S., Kim S. H., Lee G. W. Flow control behind a circular cylinder by control rods in uniform stream // Ocean Engineering. 2011. V. 38. P. 2171–2184.

18. Wang X. K., Gong K., Liu H., Zhang J.-X., Tan S. K. Flow around four cylinders arranged in a square configuration // J. Fluids Structures. 2013. V. 43. P. 179–199.

19. Lim H.-C., Lee S.-J. PIV measurements of near wake behind a U‑grooved cylinder // J. Fluids Structures. 2003. V. 18. P. 119–130.

20. Nakamura H., Igarshi T. Omnidirectional reductions in drag and fluctuating forces for a circular cylinder by attaching rings // J. Wind Eng. Industr. Aerodynamics. 2008. V. 96. P. 887–899.

21. Ekmekci A., Rockwell D. Effects of a geometrical surface disturbance on flow past a circular cylinder: a large-scale spanwise wire // J. Fluid Mech. 2010. V. 665. P. 120–157.

22. Akilli H., Karakus C., Akar A., Sahin A., Tumen N. F. Control of vortex shedding of circular cylinder in shallow water flow using an attached splitter plate // J. Fluids Eng. T ASME. 2008. V. 130. № 4. P. 1–11.

23. Bao Y., Tao J. The passive control of wake flow behind a circular cylinder by parallel dual plates // J. Fluids Structures. 2013. V. 37. P. 201–219.

24. Oruç V., Akar M. A., Akilli H., Sahin B. Suppression of asymmetric flow behavior downstream of two side-by-side circular cylinders with a splitter plate in shallow water // Measurement. 2013. V. 46. P. 442–455.

25. Noymer P. D., Glicksman L. R., Devendran A. Drag on a permeable cylinder in steady flow at moderate Reynolds number // Chem. Eng. Sci. 1998. V. 53. P. 2859–2869.

26. Bhattacharyya S., Dhinakaran S., Khalili A. Fluid motion around and through a porous cylinder // Chem. Eng. Sci. 2006. V. 61. P. 4451–4461.

27. Yu P., Zeng Y., Lee T. S., Chen X. B., Low H. T. Steady flow around and through a permeable circular cylinder // Computers Fluids. 2011. V. 42. P. 1–12.

28. Leal L. G. Vorticity transport and wake structure for bluff-bodies at finite Reynolds-number // Phys. Fluids A: Fluid Dynamics. 1989. V. 1. P. 124–131.

29. Oruc V. Passive control of flow structures around a circular cylinder by using screen // J. Fluids Structures. 2012. V. 33. P. 229–242.

30. Ozkan G. M., Oruc V., Akilli H., Sahin B. Flow around a cylinder surrounded by a permeable cylinder in shallow water // Exp. Fluids. 2012. V. 53. P. 1751–1763.

31. Gozmen B., Akilli H. Flow control downstream of a circular cylinder by a permeable cylinder in deep water // Wind and Structures. 2014. V. 19. № 4. P. 389–404.

32. Raffel M., Willert C. E., Kompenhans J. Particle Image Velocimetry. A Practical Guide. Göttingen: Springer, 1998.

33. Pinar E., Ozkan G. M., Durhasan T., Aksoy M. M., Akilli H., Sahin B. Flow structure around perforated cylinders in shallow water // J. Fluids Structures. 2015. V. 5. P. 52–63.

34. Fey U., Konig M., Eckelmann H. A new Strouhal-Reynolds-number relationship for the circular cylinder in the range 47

35. Blevins R. D. Flow-Induced Vibration. New York: Van Nostrand Reinhold Co., 1990.

Система Orphus

Загрузка...
Вверх