Numerical investigation of the water entry of cylinders without and with spin

物理 Lift(数据挖掘) 机械 阻力 圆柱 经典力学 几何学 数学 计算机科学 数据挖掘
作者
Areti Kiara,Rubén Paredes,Dick K. P. Yue
出处
期刊:Journal of Fluid Mechanics [Cambridge University Press]
卷期号:814: 131-164 被引量:30
标识
DOI:10.1017/jfm.2017.6
摘要

We consider the water entry of horizontal cylinders with vertical impact velocity, either kept constant or freely falling, without and with spin, into quiescent water under the effect of gravity. We focus on the flow and cavity forming stages with non-dimensional submergence time $t$ , Froude numbers $Fr$ , spin ratios $\unicode[STIX]{x1D6FC}$ and mass ratios $m$ , all of $O(1)$ . We develop numerical simulations using a modified smoothed particle hydrodynamics method to obtain predictions for the impact kinematics and dynamics. These are in detailed agreement with available experiments. We elucidate the evolutions of the free surface, contact point positions, flow field, forces and trajectories and their dependence on $Fr$ , $\unicode[STIX]{x1D6FC}$ and $m$ . We define and quantify the contact point location $\unicode[STIX]{x1D703}(t)$ as a function of $Fr$ , clarifying the qualitative difference between sub- and supercritical $Fr$ and the observed absence of air-entrained trailing cavities at low $Fr$ . By subtracting the buoyancy associated with $\unicode[STIX]{x1D703}(t)$ , we show that, unlike the total drag, the remaining dynamic components are qualitatively similar for all $Fr$ . For a freely falling cylinder, we show that the total drag can be predicted from the constant velocity case with the same instantaneous velocity, providing a simple way to predict its trajectory based on the latter. The presence of spin results in lift, even when the asymmetry in $\unicode[STIX]{x1D703}$ is small. For fixed $\unicode[STIX]{x1D6FC}$ , lift increases with subcritical $Fr$ . For a freely falling cylinder, the lateral motion causes an appreciable asymmetry in $\unicode[STIX]{x1D703}$ and a reduction in lift.
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
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
刚刚
科研通AI6.2应助干饭人采纳,获得10
1秒前
Li关闭了Li文献求助
1秒前
2052669099应助陈昭琼采纳,获得10
1秒前
看文献了完成签到,获得积分10
1秒前
嘤鸣完成签到,获得积分10
2秒前
xjy给xjy的求助进行了留言
2秒前
九芒星完成签到,获得积分10
2秒前
37完成签到,获得积分10
2秒前
zfh完成签到,获得积分10
2秒前
whynot完成签到,获得积分10
3秒前
哒哒哒完成签到,获得积分10
3秒前
本是个江湖散人完成签到,获得积分0
3秒前
YuanCheng完成签到,获得积分10
3秒前
平常的铅笔完成签到,获得积分10
3秒前
爆米花应助ZPH采纳,获得10
3秒前
鱼鱼余裕完成签到 ,获得积分10
4秒前
chen发布了新的文献求助10
4秒前
大意的语芹完成签到,获得积分10
4秒前
zheei发布了新的文献求助10
5秒前
课题组刀刃完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
6秒前
疯狂加载ing给CapQing的求助进行了留言
6秒前
888完成签到,获得积分10
7秒前
何何何完成签到 ,获得积分10
7秒前
7秒前
曹沛岚完成签到,获得积分10
8秒前
大反应釜完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
科目三应助刘娟采纳,获得10
8秒前
9秒前
可靠的店员完成签到 ,获得积分10
9秒前
芜潼完成签到,获得积分10
9秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
9秒前
汉堡包应助Niny采纳,获得10
10秒前
初雪发布了新的文献求助10
10秒前
penguin完成签到 ,获得积分10
10秒前
10秒前
ppp完成签到,获得积分10
10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
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Aerospace Standards Index - 2026 ASIN2026 3000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Discrete-Time Signals and Systems 610
Principles of town planning : translating concepts to applications 500
Social Work and Social Welfare: An Invitation(7th Edition) 410
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6059416
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7891983
关于积分的说明 16298703
捐赠科研通 5203615
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2783979
邀请新用户注册赠送积分活动 1766692
关于科研通互助平台的介绍 1647203