Global effect of local skin friction drag reduction in spatially developing turbulent boundary layer
Global effect of local skin friction drag reduction in spatially developing turbulent boundary layer
复制标题
空间发展的湍流边界层中局部表面摩擦阻力减少的全局效应
DOI：
10.1017/jfm.2016.545
复制
发表时间：
2016
影响因子：
3.7
通讯作者：
Frohnapfel
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Hasegawa;Schlatter;Frohnapfel
本文对两种局部减阻控制方案在空间发展湍流边界层中的应用进行了数值研究。一个控制器被设计成阻尼近壁湍流，另一个控制器在壁法线方向上引起恒定的质量通量。两种控制方案在控制区域内产生相似的局部减阻率。然而，控制下游的流动发展显着不同：持久的阻力减少被发现的均匀吹气的情况下，而阻力增加被发现的湍流阻尼的情况。为了解释这种差异，建议制定一个全球减阻率。它表示流体作用在有限长板上的流向力的减小。此外，它表明，TBL的远下游发展后的控制区域可以描述由一个单一的量，即流向移动的不受控制的边界层，即一个改变的虚拟原点。基于这一结果，一个简单的模型，允许本地减阻率相关的全球之一，而不需要进行昂贵的模拟或测量远下游的控制区域。
A numerical investigation of two locally applied drag-reducing control schemes is carried out in the configuration of a spatially developing turbulent boundary layer (TBL). One control is designed to damp near-wall turbulence and the other induces constant mass flux in the wall-normal direction. Both control schemes yield similar local drag reduction rates within the control region. However, the flow development downstream of the control significantly differs: persistent drag reduction is found for the uniform blowing case, whereas drag increase is found for the turbulence damping case. In order to account for this difference, the formulation of a global drag reduction rate is suggested. It represents the reduction of the streamwise force exerted by the fluid on a plate of finite length. Furthermore, it is shown that the far-downstream development of the TBL after the control region can be described by a single quantity, namely a streamwise shift of the uncontrolled boundary layer, i.e. a changed virtual origin. Based on this result, a simple model is developed that allows the local drag reduction rate to be related to the global one without the need to conduct expensive simulations or measurements far downstream of the control region.
登录
查看更多内容
影响因子：
3.7
作者：
Y. Kametani;K. Fukagata
通讯作者：
Y. Kametani;K. Fukagata
逆压梯度下不可压缩湍流边界层的表面摩擦
DOI：
--
发表时间：
1951
期刊：
影响因子：
--
作者：
F. Goldschmied
通讯作者：
F. Goldschmied
通过湍流操纵减少平板阻力
DOI：
--
发表时间：
1988
期刊：
影响因子：
--
作者：
R. Narasimha;K. Sreenivasan
通讯作者：
K. Sreenivasan
DOI：
10.1016/j.ijheatfluidflow.2010.02.004
发表时间：
2010-06
期刊：
Proceeding of Sixth International Symposium on Turbulence and Shear Flow Phenomena
影响因子：
--
作者：
B. Frohnapfel;Y. Hasegawa;N. Kasagi
通讯作者：
B. Frohnapfel;Y. Hasegawa;N. Kasagi
影响因子：
4.6
作者：
Stroh, A.;Frohnapfel, B.;Hasegawa, Y.
通讯作者：
Hasegawa, Y.