Streamwise vortices induced by semi-circular rods submerged in turbulent boundary layer.

• Autorzy: Szumowski A. , Wojciechowski J.

Warianty tytułu

PL

Wiry wzdłużne generowane przez pręty półwalcowe w turbulentnej warstwie przyściennej.

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Two semi-circular rods set up in V-shape form were used to generate streamwise vortices in a turbulent boundary layer. The vortices, due to induced helical flow, supplement the streamwise momentum of retarded air particles at the body surface with the momentum of the external flow. In this experimental study it was found that vortices are at their most intensity if the Reynolds number of the flow over generator, based on the diameter of rods is within the range 10 to the 4 - 1.5 x 10 to the 4. Several semi-circular rods set up in a tooth line were examined in delaying the separation of the turbulent boundary layer at a convex cylindrical surface. It has been noted that delay of separation is at its most efficient when the height of the generator is equal to at least half of the boundary layer thickness.

PL

Wiry, których oś wirowania pokrywa się z głównym kierunkiem przepływu (wiry wzdłużne) powodują ruch śrubowy elementów płynu. Tym samym, jeżeli wiry te generowane są w warstwie przyściennej, powodują intensyfikację transportu pędu w kierunku ścianki, a przez to uzupełnianie strat pędu warstwy przyściennej i opóźnianie jej oderwania. W pracy badano na drodze eksperymentalnej wiry wzdłużne generowane przez pręty półwalcowe zestawione w kształcie litery V, umieszczone na płaskiej ściance. Stwierdzono, że intensywność wirów jest największa dla liczb Reynoldsa w zakresie 10 do potęgi czwartej - 1.5 x 10 do potęgi czwartej i kąta rozwarcia między prętami ok. 60 stopni. Efekt działania wytworzonych w ten sposób wirów na opóźnienie oderwania warstwy przyściennej badano przy opływie wypukłej powierzchni walcowej. Uzykane wyniki świadczą, że skuteczność generatora wirów rośnie ze zwiększeniem promienia półwalca aż do wartości tego promienia równego w przybliżeniu połowie grubości warstwy. Dalsze zwiększenie promienia nie powoduje istotnego wzrostu opóźnienia oderwania.

Słowa kluczowe

EN

vortex; flow separation

PL

wir; oddzielenie przepływu; oderwanie przepływu

• Wydawca: Komitet Budowy Maszyn PAN
• Czasopismo: Archive of Mechanical Engineering
• Rocznik: 2005
• Tom: Vol. LII, nr 4
• Strony: 353--360
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., fot., rys.

Twórcy

autor

Szumowski A.

• Institute of Aeronautics and Applied Mechanics, Warsaw University of Technology, ul. Nowowiejska 24, 00-665 Warsaw, Poland

autor

Wojciechowski J.

• Institute of Aeronautics and Applied Mechanics, Warsaw University of Technology, ul. Nowowiejska 24, 00-665 Warsaw, Poland

Bibliografia

• [1] Lachmann G. V.: Boundary Layer and Flow Control. Its Principles and Application. New York, Pergamon Press (1961).
• [2] Simpson R. J.: Aspects of Turbulent Boundary Layer Separation, Prog. Aerospace Sci. 1966, 32, pp. 457-521.
• [3] Chang P. K.: Control of Boundary Layer Separation. New York. McGraw-Hill (1976).
• [4] Bragg M. B., Gregorek G. M.: Experimental Study of Airfoil Performance with Vortex Generators. J. Aircraft, 1987, 4, pp. 305-309.
• [5] Simpson R. Y.: Turbulent Boundary Layer Separation, Annu.Rev. Fluid Mech. 1989, 21, pp. 205-234.
• [6] Gad-el-Haq M., Bushnell D. M.: Separation Control: review, J. Fluid Eng. 1991,113, pp. 1-28.
• [7] Gad-el-Haq, M., Flow Control, Cambridge University Press (2000).
• [8] Rao D. M., Koriya: Boundary-Layer submerged Vortex Generators for Separation Control - An Exploratory Study. AIAA Paper 88-3546CP. 1988, pp. 839-846.
• [9] McCormick D. C.: Shock/Boundary-Layer Interaction Control with Vortex Generation and Passive Cavity, AIAA Journal, 1993, Vol. 31, No 1, pp. 91-96.
• [10] Szumowski A., Wojciechowski J.: Semi-circular rods used to control turbulent boundary layer separation at cylindrical surface, Trans. ASME, Journal of Fluid Engineering, (accepted for publication).