Управление течением в каверне с помощью периодического вдува

Abstract

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.