Control of boundary layer streaks induced by free-stream turbulence using a novel velocity-pressure control framework.

使用新颖的速度压力控制框架控制自由流湍流引起的边界层条纹。

基本信息

  • 批准号:
    EP/I016015/1
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 47.71万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Research Grant
  • 财政年份:
    2011
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2011 至 无数据
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

In this proposal we aim to develop a new framework for active control of spatially developing flows and apply it to stabilise the streaky structures developing in incompressible and compressible boundary layers in the presence of high free-stream turbulence. This flow scenario is very common over aircraft wings and turbine blades. To the best of our knowledge, this is the first time that active control of such flows is attempted worldwide. The current approach, which is based on the wall-normal velocity and vorticity formulation to derive a state-space system suitable for controller design, has several limitations. The new control framework will use instead the primitive variables, velocity and pressure. This formulation offers greater flexibility and, most importantly, makes the incorporation of the effect of free-stream turbulence straightforward. This choice of variables however introduces new challenges from the control perspective because the standard optimal control algorithms can not be applied. In the attached case of support, the limitations of the current approach are explained, the benefits of the new formulation are highlighted and the challenges that must be dealt with for the successful control of streaks are analysed. This work offers a unique opportunity to put the UK in a leading position in the new and rapidly developing area of active flow control.
在这个建议中,我们的目标是开发一个新的框架,空间发展流动的主动控制,并将其应用于稳定的条纹结构发展中的不可压缩和可压缩的边界层中存在的高自由流湍流。这种流动情况在飞机机翼和涡轮机叶片上非常常见。据我们所知,这是世界范围内首次尝试对此类流动进行积极控制。目前的方法,这是基于壁面法向速度和涡量制定,以获得一个状态空间系统适合控制器的设计,有几个局限性。新的控制框架将使用原始变量,速度和压力。该公式提供了更大的灵活性,最重要的是,使自由流湍流的影响直接合并。然而,这种变量的选择从控制的角度引入了新的挑战,因为标准的最优控制算法不能被应用。在所附的支持案例中,解释了当前方法的局限性,强调了新配方的好处,并分析了成功控制条纹必须应对的挑战。这项工作提供了一个独特的机会,使英国在新的和快速发展的主动流量控制领域处于领先地位。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Optimal control of streaks induced by free-stream turbulence in in- compressible boundary layer by wall blowing and suction
通过吹壁和抽吸对不可压缩边界层中自由流湍流引起的条纹进行优化控制
  • DOI:
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Lu L.
  • 通讯作者:
    Lu L.
Control of streaks induced by free-stream turbulence in incompressible boundary layers: application to a linear model
不可压缩边界层中自由流湍流引起的条纹的控制:在线性模型中的应用
  • DOI:
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Papadakis G.
  • 通讯作者:
    Papadakis G.
Optimal state feedback control of streaks and Görtler vortices induced by free-stream vortical disturbances
自由流涡旋扰动引起的条纹和 Görtler 涡旋的最优状态反馈控制
  • DOI:
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Lu L.
  • 通讯作者:
    Lu L.
Performance Limits for Control of Boundary Layer Streaks Induced by Free Stream Turbulence
自由流湍流引起的边界层条纹控制的性能限制
  • DOI:
    10.3182/20140824-6-za-1003.01656
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Whidborne J
  • 通讯作者:
    Whidborne J
Closed-loop control of boundary layer streaks induced by free-stream turbulence
自由流湍流引起的边界层条纹的闭环控制
  • DOI:
    10.1103/physrevfluids.1.043501
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.7
  • 作者:
    Papadakis G
  • 通讯作者:
    Papadakis G
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    $ 47.71万
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