Study on the Karman gait kinematics of an airfoil in an asymmetrical vortex street

物理 卡尔曼漩涡街 翼型 运动学 涡流 步态 机械 经典力学 航空航天工程 物理医学与康复 医学 雷诺数 湍流 工程类
作者
Wenbo Wu,Runpeng Gu,Zhe Hu,Yuankun Sun
出处
期刊:Physics of Fluids [American Institute of Physics]
卷期号:36 (9)
标识
DOI:10.1063/5.0228852
摘要

To understand fish swimming behavior in unsteady flows, this paper introduces the Kármán gait model to numerically investigate the hydrodynamics of fish-like swimming in an asymmetric vortex environment, specifically the P + S mode (a pair of vortices are shed from one side of the cylinder and a single vortex from the other side during one oscillation period) created by an oscillating cylinder. The immersed boundary method is employed to model both the fish-like airfoil and the vibrating cylinder. Through simulations across a broad range of controlling parameters, we analyze the advancement efficiency of the airfoil in the P + S mode, the force coefficients, Fourier spectra of hydrodynamic forces, and the interactions between the airfoil and vortices. Our findings reveal that the fundamental phase Φ0 is crucial, as it directly influences the airfoil's position relative to the vortex and affects the forces exerted. Other parameters play a secondary role, primarily reinforcing the effect of the fundamental phase on airfoil–vortex interactions. Furthermore, the vortex pair boosting effect, unique to the P + S mode, enhances the airfoil's thrust and swimming efficiency. The wake environment behind the airfoil is also vital for maximizing benefits from the P + S mode. When the fundamental mode fs, indicative of the airfoil's ability to extract energy from vortices, dominates the Fourier spectra of hydrodynamic forces, it supports the airfoil's motion in the P + S mode. Conversely, when the first harmonic mode 2fs dominates the drag spectrum, it hinders propulsion by reducing the airfoil's thrust in the swimming direction.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
man给man的求助进行了留言
刚刚
锡昱完成签到,获得积分10
刚刚
雅哈发布了新的文献求助10
1秒前
大魁完成签到,获得积分10
1秒前
李沐唅发布了新的文献求助30
1秒前
1秒前
科研通AI6应助彩色傲菡采纳,获得10
2秒前
爱喝可乐完成签到,获得积分20
2秒前
精明的宝马完成签到,获得积分10
2秒前
天天快乐应助Yego采纳,获得10
3秒前
英姑应助苹果煎饼采纳,获得10
4秒前
神奇的呃发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
5秒前
hsing完成签到,获得积分10
5秒前
秦秦发布了新的文献求助10
6秒前
明天又是美好的一天完成签到 ,获得积分10
6秒前
我是老大应助Ukiss采纳,获得10
6秒前
7秒前
8秒前
JamesPei应助阴天的向日葵采纳,获得10
9秒前
ABB完成签到,获得积分10
9秒前
晓先生发布了新的文献求助10
10秒前
斯文败类应助kmoonkkk采纳,获得10
10秒前
小畅发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
Age完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
ruqinmq发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
12秒前
fay发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
jellyfishnerve发布了新的文献求助100
13秒前
13秒前
自觉平露完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
SciGPT应助hjy采纳,获得10
14秒前
辣椒蘸糖发布了新的文献求助10
15秒前
虚心青亦完成签到,获得积分10
15秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The Social Work Ethics Casebook: Cases and Commentary (revised 2nd ed.).. Frederic G. Reamer 1070
The Complete Pro-Guide to the All-New Affinity Studio: The A-to-Z Master Manual: Master Vector, Pixel, & Layout Design: Advanced Techniques for Photo, Designer, and Publisher in the Unified Suite 1000
按地区划分的1,091个公共养老金档案列表 801
The International Law of the Sea (fourth edition) 800
Machine Learning for Polymer Informatics 500
A Guide to Genetic Counseling, 3rd Edition 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5409732
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4527293
关于积分的说明 14110056
捐赠科研通 4441780
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2437589
邀请新用户注册赠送积分活动 1429594
关于科研通互助平台的介绍 1407723