Hydrodynamic effects produced by plunging foil in a fluid

• Autorzy: Kudela H. , Kozłowski T.

Warianty tytułu

PL

Efekty hydrodynamiczne generowane przez oscylujący profil

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Numerical results have been presented related to unsteady effects produced by oscillating foil in fluids. The paper was inspired by the studies over insects and birds fly. It was shown that by choosing the frequency and amplitude of oscillations various kinds of the vortex Karman street can be generated and this way controlling of the drag, lift and thrust force exerted on the object may be possible. For numerical study, the vortex in cell method has been used. Dependences of the amplitude of oscillations and vortices topology on the Strouhal number have been established behind the oscillating foil by constructing the phase space diagram. The computational results are consistent with the available experimental data.

PL

Przedstawiono wyniki badań numerycznych efektów hydrodynamicznych wywołanych ruchem drgającym prostym profilu w płynie. Praca była inspirowana badaniami eksperymentalnymi i numerycznymi aerodynamiki lotu ptaków i owadów. Pokazano, że przez odpowiedni dobór parametrów ruchu profilu, takich jak częstotliwość oscylacji i ich amplituda można wywoływać i modyfikować ślad aerodynamiczny za profilem. Odnosi się to do położenia wirów ścieżki wirowej. Zmiana ich położenia powoduje zmianę siły oporu, siły nośnej i siły przyspieszającej. Do badań numerycznych wykorzystano metodę cząstek wirowych. Skonstruowano diagram fazowy na płaszczyźnie parametrów, z którego łatwo można wyznaczyć typ ścieżki wirowej dla zadanej wartości amplitudy drgań i częstotliwości. Wyniki badań numerycznych pozostają w dobrej zgodności z danymi eksperymentalnymi dostępnymi w literaturze.

Słowa kluczowe

EN

hydrodynamic effect; liquid

PL

efekt hydrodynamiczny; płyn

• Wydawca: Komitet Inżynierii Chemicznej i Procesowej Polskiej Akademii Nauk
• Czasopismo: Chemical and Process Engineering
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 31, z. 4
• Strony: 579--588
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys.

Twórcy

autor

Kudela H.

autor

Kozłowski T.

• Wroclaw University of Technology, Department of Numerical Fluid Flow Modelling, Wybrzeże Wyspiańskiego 50-370 Wrocław, Poland,

Bibliografia

• [1] ANDERSON J.M., STREITLIEN K., BARRET D.S., TRIANTAFYLLOU M.S., J. Fluid. Mech., 360, 1998, 41.
• [2] BECERRA SAGREDO, Moment conserving Cardinal Splines Interpolation of Compact Support for Arbitrarily Spaced Data, Research Report No. 10, Zurich, Switzerland, 2003.
• [3] COTTET G-H., KOUMOUTSAKOS P., Vortex Methods Theory and Practice, Cambridge University Press, Cambridge, 2000.
• [4] GODOY-DIANA R., AIDER J-L.,WESFREID J., E., Physical Rev. E, 2008, 77, 016308.
• [5] GODOY-DIANA R.,MARAIS C., AIDER J-L.,WESFREID J., E., J. Fluid Mech., 2009, 622, 23.
• [6] GUSTAFSON K.E., LEBEN R., FREYMUTH P., Vortex methods and vortex motion, Philadelphia, PA, Society for Industrial and Applied Mathematics, 1991, 143.
• [7] JONES K.D., DOHRING C.M., PLATZER M.F., AIAA, 1996, 96-0078.
• [8] KOUMOUTSAKOS P., LEONARD A., PEPIN F., J. Comp. Phys., 1994, 113, 52.
• [9] KUDELA H.,MALECHA Z.M., Task Quarterly, 2009, 13, 15.
• [10] KUDELA H., KOZLOWSKI T., J. Theor. Appl. Mech., 2009, 47, 779.
• [11] PESKIN CH.,S.,MILLER L.A., J. Exp. Biol., 2004, 207, 3073.
• [12] SHYY W., LIAN Y., TANG J., VIIERU D., LIU H., Aerodynamics of Low Reynolds Number Flyers Dover Publications, Dover Publications, Cambridge University Press, 2008.
• [13] THOMAS J.W., Numerical Partial Differential Equations: Finite Difference Methods, Springer, 1995.
• [14] WANG Z., J., J. Exp. Biol., 2004, 207, 4147.
• [15] WANG Z.J., BIRCH J.M., DICKINSON M.HJ. Exp. Biol., 2000, 207, 449.
• [16] WEINAN E., JIAN-GUO LIU., J. Comp. Phys., 1996,124, 368.
• [17] WU J.C., AIAA, 1981, 19, 432.
• [18] WU J Z.,MA H.Y., ZHOU M.D., Vorticity and Vortex Dynamics, Springer, 2005.