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电磁控制两自由度涡生振荡的机理研究

刘梦珂 张辉 范宝春 韩洋 归明月

电磁控制两自由度涡生振荡的机理研究

刘梦珂, 张辉, 范宝春, 韩洋, 归明月
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  • 电介质溶液中,电磁场产生的电磁力可以控制流体的运动.本文对两自由度圆柱涡生振荡及其电磁控制机理进行了数值研究.将坐标原点建立在振动圆柱上,推导了非惯性参考系指数极坐标下的涡量流函数方程、初始边界条件及水动力表达式.对圆柱沿法向和流向的流场、受力和位移的相互影响和瞬时对应规律进行了讨论,结果表明,圆柱的涡生振荡同时受到尾涡脱落和圆柱位移的影响.其作用方式沿法向通过影响圆柱上下两侧剪切层的强度,沿流向通过改变圆柱尾部二次涡的强度,从而改变圆柱的受力和运动.其中圆柱位移的作用效果与尾涡脱落的作用效果相反且占主导.另外,在电磁力的作用下,分离点被消除,使得圆柱的尾涡和推吸壁面的效果被抑制,从而使振动的诱因被消除,圆柱迅速达到稳定状态,并在电磁推力的作用下,圆柱的位置向上游移动.
      通信作者: 张辉, zhanghui1902@126.com
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:11672135,11202102)和高等学校全国优秀博士学位论文作者专项资金(批准号:201461)资助的课题.
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    Zhang H, Fan B C, Chen Z H, Li H Z 2014 Comput. Fluids 100 30

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    Zhang H, Fan B C, Chen Z H, Li H Z 2014 J. Fluids Struct. 48 62

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    Zhang H, Fan B C, Chen Z H, Li Y L 2011 Fluid Dyn. Res. 43 015506

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出版历程
  • 收稿日期:  2016-05-18
  • 修回日期:  2016-07-04
  • 刊出日期:  2016-12-05

电磁控制两自由度涡生振荡的机理研究

  • 1. 南京理工大学瞬态物理重点实验室, 南京 210094
  • 通信作者: 张辉, zhanghui1902@126.com
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:11672135,11202102)和高等学校全国优秀博士学位论文作者专项资金(批准号:201461)资助的课题.

摘要: 电介质溶液中,电磁场产生的电磁力可以控制流体的运动.本文对两自由度圆柱涡生振荡及其电磁控制机理进行了数值研究.将坐标原点建立在振动圆柱上,推导了非惯性参考系指数极坐标下的涡量流函数方程、初始边界条件及水动力表达式.对圆柱沿法向和流向的流场、受力和位移的相互影响和瞬时对应规律进行了讨论,结果表明,圆柱的涡生振荡同时受到尾涡脱落和圆柱位移的影响.其作用方式沿法向通过影响圆柱上下两侧剪切层的强度,沿流向通过改变圆柱尾部二次涡的强度,从而改变圆柱的受力和运动.其中圆柱位移的作用效果与尾涡脱落的作用效果相反且占主导.另外,在电磁力的作用下,分离点被消除,使得圆柱的尾涡和推吸壁面的效果被抑制,从而使振动的诱因被消除,圆柱迅速达到稳定状态,并在电磁推力的作用下,圆柱的位置向上游移动.

English Abstract

参考文献 (15)

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