使用先进的光学计量技术对高雷诺数减速边界层进行广泛表征。作者:C. Cuvier 1,7 、S. Srinath 1,6 、M. Stanislas 1,6 、J. M. Foucaut 1,6 、J. P. Laval 1,7 、C. J. Kähler 2 、R. Hain 2 、S. Scharnowski 2 、A. Schröder 3 、R. Geisler 3 、J. Agocs 3 、A. Röse 3 、C. Willert 4 、J. Klinner 4 、O. Amili 5 、C. Atkinson 5 、J. Soria 5 。 1 法国里尔北部大学,FRE 3723,LML-里尔机械实验室,F- 59000 里尔,法国,2 德国慕尼黑联邦国防军大学,流体力学和空气动力学研究所,诺伊比贝格,德国,3 德国航空航天中心 (DLR),空气动力学和流动技术研究所,哥廷根,德国,4 德国航空航天中心 (DLR),推进技术研究所,科隆,德国,5 莫纳什大学,澳大利亚,6 里尔中央理工学院,F-59650 Villeneuve d’Ascq,法国 7 法国国家科学研究院,FRE 3723 -LML- 里尔机械实验室,F-59650 Villeneuve d’Ascq,法国。摘要 近几年来,对湍流边界层流动中大尺度结构的观测激发了人们进行深入的实验和数值研究。然而,部分由于缺乏足够高雷诺数的全面实验数据,我们对壁面附近湍流的理解,特别是在减速情况下的理解仍然非常有限。本论文的目的是结合多个团队的设备和技能,对大型湍流进行详细表征
本文讨论了适合在工业规模加压低温风洞中运行的一些非侵入式测量技术的开发、鉴定试验和应用。介绍了低温温度敏感涂料 (cryoTSP) 作为过渡检测工具的应用,以及图像模式相关技术 (IPCT) 和后向纹影法 (BOS) 在欧洲跨音速风洞 (ETW) 中的实施。介绍了低温压敏涂料 (cryoPSP) 的开发进展,并介绍了建立适用于低温的粒子图像测速系统 (cryoPIV) 的考虑因素。此外,还介绍了麦克风阵列技术 (MAT) 在工业规模低温风洞中的适应状态。
摘要。欧盟 FP7 AVATAR 项目 (大型转子先进气动工具) 已在 DU00-W-212 翼型上以及两个不同的测试设施上进行了高雷诺数的 2D 风洞测试:位于哥廷根的 DNW 高压风洞 (HDG) 和 LM Wind Power 内部风洞。两个测试都执行了两种雷诺数条件:300 万和 600 万。在 300 万雷诺数测试中,两个风洞的马赫数和湍流强度值相似,而在 600 万雷诺数下则存在显著差异。本文对从两个风洞获得的数据进行了比较,结果显示,在 300 万雷诺数下具有良好的重复性,而在 600 万雷诺数下存在差异,这与不同的马赫数和湍流强度值一致。
低雷诺数空气动力学对许多自然和人造飞行器都很重要。多年来,生物学家一直在研究鸟类、蝙蝠和昆虫,而航空航天工程界对微型飞行器 (MAV) 的兴趣也促使其积极研究,研究进展迅速。本书主要关注固定翼和扑翼的空气动力学。本书同时考虑了生物飞行器和微型飞行器,包括基于简单的几何和动力学分析、结构灵活性、层流-湍流过渡、翼型和非定常扑翼空气动力学,总结了将空气动力学和飞行特性与飞行器尺寸联系起来的缩放定律。书中重点介绍了扑翼运动学与雷诺数、斯特劳哈尔数和降低频率等关键无量纲参数之间的相互作用。书中还讨论了各种非定常升力增强机制。
近年来,机器学习技术在微型游泳机器人开发中的应用引起了广泛关注。特别是强化学习已被证明可以帮助游泳机器人通过与周围环境的互动学习有效的推进策略。在本研究中,我们应用强化学习方法来识别多连杆模型游泳机器人的游泳步态。该游泳机器人由多个刚性连杆通过铰链串联而成,铰链可以自由旋转以改变相邻连杆之间的相对角度。Purcell [“低雷诺数下的生命”,Am. J. Phys. 45, 3 (1977)] 展示了三连杆游泳机器人(现称为 Purcell 游泳机器人)如何在没有惯性的情况下执行规定的铰链旋转序列以产生自我推进力。在这里,我们不依赖任何低雷诺数运动的先验知识,首先展示了如何使用强化学习来识别 Purcell 游泳机器人在三连杆情况下的经典游泳步态。接下来,我们将研究随着连杆数量的增加,学习过程中习得的新游泳步态。我们还考虑了一次只允许单个铰链旋转以及允许多个铰链同时旋转的场景。我们对比了游泳者在这些场景下学习到的运动步态的差异,并讨论了它们的推进性能。总而言之,我们的结果证明了如何应用简单的强化学习技术来识别低雷诺数下的经典游泳步态和新型游泳步态。
图片列表 图 1.1:层流分离泡(Gad-El-Hak 提供)....................................................... 4 图 1.2:层流分离泡压力分布(Gad-El-Hak 提供)....................................... 7 图 1.3:表面油流 – 示例(Lyon 提供)................................................................. 9 图 1.4:表面粗糙度的影响(Gad-El Hak 提供)....................................................... 13 图 1.5:翻折翼型和未翻折翼型的阻力比较(Lyon 提供).................................... 14 图 2.1:改进的 S5010 顶部 MCL(Shkarayev 提供)......................................................... 21 图 2.2:n 阶多项式 MCL 的示例............................................................................. 22 图 2.3:翼型形状参数的描述............................................................................. 23 图 2.4:n 阶 MCL 比较...................................................................................................... 24 图 2.5:带定义多边形和控制点的贝塞尔曲线............................................................... 26 图 2.6:带定义多边形和控制点的贝塞尔 MCL ............................................................ 28 图 2.7:贝塞尔 MCL 比较......................................................................................................... 28 图 2.8:贝塞尔翼型前缘形状细节......................................................................................... 30 图 2.9:贝塞尔翼型后缘形状细节.........................................................................................
Gener..11 Electric 公司使用上述方法进行了两项特殊测试,以详细研究风车条件下的上整流罩分离情况 [5]。第一个测试采用 1/6 比例模型!结果显示,分离开始角对马赫数和雷诺数都有很大依赖性,如图 11 所示。接下来的问题是如何根据飞行雷诺数推断结果。因此,决定建造并测试一个新的 1/3 比例模型! (图 12 J:如图 11 所示,两个测试结果非常吻合,并且发现在 10 百万以上,起始分离角不再与雷诺数相关。
4.3 应变流中胶囊周围的速度场和压力云图(Re = 160,Ac = 0.1)。使用 p(J,' 标准化压力。4.4 胶囊膜表面的压力和剪切应力分布(使用 pU,' 标准化)(Re = 160,Ac = 0.1)。4.5 胶囊膜中的轴向、环向和冯·米塞斯张力(Re = 160,Ac = 0.1)。4.6 临界韦伯数对雷诺数和加速度数的依赖性。4.1 临界韦伯数对可行均质机操作线雷诺数的依赖性。4.8 操作压力和细胞直径对球形细胞内产生的最大张力的影响。4.9 修正临界韦伯数对修正雷诺数和加速度数的依赖性。
未来的风力涡轮机设计必须包括风洞测试,以产生用于设计的高质量实验数据。这些实验数据(包括翼型和整体系统性能)可用于验证和改进风力涡轮机叶片和系统的设计。目前,风力涡轮机的实验测试很少,大部分空气动力学设计都是使用 PROFIL 和 XFOIL 等计算工具完成的。计算流体动力学 (CFD) 预测正在改进,将成为风力涡轮机叶片设计的杰出工具;但是;这些代码不够稳健,无法预测低雷诺数下的性能。风力涡轮机的 CFD 代码几乎没有经过实验室验证,尤其是低雷诺数的 CFD 代码。通常,风力涡轮机都是按全尺寸设计和制造的。因为风洞测试通常是在现场测试,以与设计预测进行比较。然而,现场测试也可能是一个非常昂贵的过程。本章将重点介绍对风力涡轮机叶片进行实验测试的必要性,以确定在典型雷诺数下运行的翼型升力和阻力数据,以及对风力涡轮机系统(叶片和发电机)进行测试以确定整体风力涡轮机性能。这种类型的测试应该在建造全尺寸机器之前完成,因为通过风洞测试可以达到更好的设计。叶片元素动量理论 (BEMT) 通常用于小型风力涡轮机的设计,这种设计方法在很大程度上取决于精确的翼型数据的使用。因此,对于小型风力涡轮机,在适当的雷诺数下获取的高质量实验翼型数据对于准确设计和预测发电量是必不可少的。所呈现的数据适用于风洞
在这项工作中,我们研究了在湍流环境的存在下对称破裂。使用两个示例证明了从对称状态向对称状态的过渡:(i)随着流体层的厚度的变化,二维流量向三维流量的过渡,并且(ii)(ii)(ii)薄层流量中的磁性不稳定,因为磁性雷诺数是磁性雷诺数的变化。我们表明,这些示例具有类似的关键指数,这些指数与均值的预测相差。临界行为可以与闪光的乘法性质有关,并且可以使用随机接口的统计特性的结果在某些限制中预测。我们的结果表明存在由乘法噪声控制的新类平衡相变的新类别的可能性。