Aerodynamic Control of Laminar Separation on a Wall-Bounded Airfoil at Transitional Reynolds Numbers
本研究通过风洞实验发现，在过渡雷诺数下，以恒定重标度斯特劳哈尔数0.027的局部声学激励可有效控制壁面受限翼型的层流分离状态切换，并据此提出主动与被动反馈控制策略。
2025-04-21 physics.flu-dyn
Intermittency of a transitional airfoil flow with laminar separation bubble solved by the lattice-Boltzmann method
本研究用格子玻尔兹曼方法直接数值模拟NACA0012翼型过渡流动，揭示层流分离泡引起的间歇性涡脱落及噪声频谱调制，为叶片降噪提供新见解。
2024-11-07 physics.flu-dyn
Numerical and Experimental Investigation of a NACA 64A-110 Airfoil in Transonic Flow Regime
在本文中，我们给出了NACA 64 A-110翼型在$Ma=0.72$和相对于弦长的雷诺数为$Re_c=930.000$的两种攻角下的实验和数值参考数据。试验用例的设计是为了提供$0^\circ$条件下非倾斜翼型的数据和$3^\circ$条件下稳定定常激波的数据。对于这两种情况，我们在亚琛工业大学的三音速风洞中进行了实验，包括PIV数据以及数值壁分辨大涡模拟。结果表明，在尾流和边界层区域，平均速度和雷诺应力是匹配的。实验显示了一个更强的激波，包括一个λ结构，但激波位置和整体流动物理是在很好的协议，为测试的攻角。生成的数据可用于代码验证、功能开发和湍流建模。
2023-03-17 physics.flu-dyn
Large-eddy simulations of the flow around a NACA0012 airfoil at different angles of attack
本文采用壁面分辨大涡模拟方法研究了不同攻角下NACA 0012翼型绕流的流动特性。该剖面的弦长为c=0.1 m，并暴露于雷诺数Re= 100，000的气流中。背景是在下一步中应考虑耦合问题，处理颤振问题。利用ANSYS ICEM CFD软件生成网格，然后使用内部软件FASTEST-3D进行模拟。这是基于有限体积法和三个子步骤的预测-校正计划的空间和时间离散，分别。湍流模型采用大涡模拟技术，亚网格尺度采用Smagorinsky模型。基于速度的空间和时间平均结果、空间和时间平均流线、瞬时速度、空间和时间平均雷诺应力以及气动力系数，对与无量纲壁距有关的网格进行了分析。选择计算时间要求较低的网格，可以正确地近似测试用例的解决方案。在不久的将来，这些将被应用于研究流体-结构相互作用，特别是在湍流中NACA 0012型面的颤振现象。
2018-07-04 physics.flu-dyn
Interplay between streaks and vortices in shock-boundary layer interactions with conditional bubble events over a turbine airfoil
Universidade Estadual de Campinas（坎皮纳斯州立大学）
研究超音速涡轮叶片激波-边界层相互作用中气泡、条纹和涡旋的相互作用，揭示高速条纹与涡旋对气泡内流体混合及湍流动能的影响。
2025-12-12 physics.flu-dyn
Large-eddy simulations of the NACA23012 airfoil with laser-scanned ice shapes
本文利用壁面模化大涡模拟对NASA IRT生成的五种激光扫描冰形NACA23012翼型进行多迎角气动仿真，验证该方法能准确捕捉明冰与霜冰的复杂气动效应，为结冰环境下的飞机设计提供依据。
2023-09-22 physics.flu-dyn
Low-dimensional structure and online tracking of POD subspaces on the Grassmann manifold: application to flow around an airfoil
Tohoku University（东北大学）；Meiji University（明治大学）
该研究将POD子空间视为流动状态，通过扩散映射和Grassmann秩1更新算法，在翼型绕流实验中验证了可在线跟踪其低维演化，为流动状态估计与控制提供基础。
2026-08-12 physics.flu-dyn
An Empirical Wall-Pressure Spectrum Model for Aeroacoustic Predictions Based on Symbolic Regression
ETSIAE-UPM - School of Aeronautics, Universidad Politécnica de Madrid（马德里理工大学航空工程学院（ETSIAE-UPM））；University of Twente（特文特大学）
本研究针对现有翼型壁压谱模型适用范围窄、鲁棒性不足的问题，采用基于遗传算法的AI符号回归构建新经验模型，经多翼型多工况数据验证更优，结合Amiet理论可准确预测全尺寸风机气动噪声。
2025-01-14 cs.AI cs.LG physics.flu-dyn
The Kinematics of Lagrangian Flow Separation in External Aerodynamics
本文在拉格朗日坐标系下研究了外部空气动力学中流动分离的运动学问题。具体而言，从壁面上涌的流体材料的初始运动与流场中的长期吸引歧管有关。虽然短时间的运动学是由形成的材料尖峰上游的零表面摩擦点和喷射的粒子在渐近分离线的方向，流体示踪剂的轨迹被引导吸引脊的有限时间李雅普诺夫指数，一旦他们离开附近的壁。这种初始流体上涌事件的壁特征，即所谓的\textit{spiking point} [Serra，M.，Vetel，J.，Haller，G.，“Exact theory of material spike formation in flow separation”，\textit{J. Fluid Mech.}，Vol. 845，2018]，根据平流物质线的曲率计算，并首次根据从圆柱体和弯曲NACA 65（1）-412翼型的直接数值模拟获得的壁法向速度的高阶数值导数计算。由于翼型轮廓的基于样条的边界参数化引起振荡，因此可以通过适当的滤波鲁棒地恢复主尖峰点。短期运动学与边界层中的标度长度密切相关。
2019-09-09 physics.flu-dyn
A solver for subsonic flow around airfoils based on physics-informed neural networks and mesh transformation
本文提出将物理信息神经网络与网格变换相结合，在均匀计算空间中学习翼型绕流，开发了适用于任意翼型的开源亚声速无黏流求解器，在稀疏网格上比二阶有限体积法误差降低近一个数量级，并在参数化攻角问题中具有显著优势。
2024-01-15 physics.flu-dyn
Unsteady aerodynamic effects in small-amplitude pitch oscillations of an airfoil
本文采用高精度壁面分辨大涡模拟（LES）研究了Re = 100，000时翼型小振幅俯仰振荡的流动物理特性。非定常现象的研究是在自然层流翼型的背景下进行的，在某些“非设计”条件下，自然层流翼型可以显示气动力对迎角的敏感依赖性。桨距振荡的动态范围被选择为在该敏感区域中。在整个俯仰周期中，观察到翼型吸力面上的过渡点变化很大，导致动态富流响应。前缘层流分离泡的稳定性特性的变化对边界层动力学具有主要影响，并引起翼型上转捩位置的突变。LES程序是基于一个松弛项模型的最小的未解决的尺度耗散。对通道流和Re = 400，000时的固定机翼进行了验证。
2019-04-16 physics.app-ph physics.flu-dyn
Machine learning methods for turbulence modeling in subsonic flows over airfoils
在未来的几十年里，雷诺平均纳维尔-斯托克斯（RANS）方法仍将在航空航天工程中发挥重要作用。尽管RANS模型被广泛使用，但模型之间的不一致性和较大的差异降低了模拟复杂流动的可靠性。因此，近年来，数据驱动湍流模型引起了流体力学的广泛关注。基于实验/数值模拟结果，该方法旨在通过机器学习技术修改或构建特定目的的湍流模型。本文将SA模型计算的结果作为训练数据。与低雷诺数湍流不同，高雷诺数流动的数据表现出明显的尺度效应，从而导致数据驱动的模拟困难。为了提高拟合精度，将流场划分为近壁区、尾迹区和远场区，并对每个区域分别建立模型。本文采用径向基函数神经网络（RBFNN）和一些辅助优化算法来重构平均变量与涡粘性之间的映射函数。由于该模型反映了局部流动特性与湍流涡粘性的关系，因此与翼型形状和流动条件无关。本文中的训练数据仅由NACA 0012翼型的三个亚音速流场计算产生。将该方法与N-S方程耦合，计算了不同流动工况和两种不同翼型的涡粘性等值线、壁面法向速度分布和表面摩擦系数分布等，与SA模型进行了比较，结果显示了合理的精度和更好的效率，表明了数据驱动方法在湍流模拟中的积极前景。
2018-07-04 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Study of the wall pressure variations on the stall inception of a thick cambered profile at high Reynolds number
针对高雷诺数厚弯度翼型失速过程缺乏一致描述的问题，通过壁面压力实验发现失速前存在时空双稳态间歇性分离，可用低阶POD模态建模，为风力涡轮机翼型的监测与控制提供支撑。
2024-01-30 physics.flu-dyn
Experimental and LBM analysis of medium-Reynolds number fluid flow around NACA0012 airfoil
本研究的基础是对NACA 0012翼型绕流的研究，目的是在中等雷诺数（Re = 191000）下，将风洞实验结果与格子玻尔兹曼方法（LBM）分析结果进行数值验证。本文中描述的LBM-大涡模拟（LES）方法为更快的计算流体动力学（CFD）分析开辟了机会，因为LBM在高性能计算架构上的可扩展性，更具体地说，通用图形处理单元（GPGPU），同时属于高分辨率LES方法。过程从开路风洞实验的数据采集开始。此外，压力系数作为比较变量，在不同的迎角（2、4、6和8度）下用于实验和LBM分析。为了数值再现实验结果，LBM耦合LES湍流模型，广义壁函数（GWF）和累积碰撞算子与D3 Q27速度集已被采用。此外，还提供了网格独立性研究，以确保结果一致。与实验数据相比，所提出的LBM方法能够进行高度准确的预测。此外，这项工作的特殊意义是实验和CFD比较相同的域尺寸的可能性。考虑到计算结果的质量，均方根误差（RMSE）显示了良好的相关性，无论是翼型的上，下表面。更准确地说，对于所有攻角，上表面的最大RMSE为0.105，而下表面为0.089。
2023-02-09 physics.flu-dyn
DD-RNO: A Domain-Decomposed Routed Neural Operator for Airfoil Flow Prediction
Indian Institute of Technology Jodhpur（印度理工学院焦特布尔分校）
该研究提出DD-RNO模型，通过域路由机制与学习型标准求积解决翼型流动预测瓶颈，在AirfRANS基准测试中精度显著优于基线且速度大幅提升，可用于实时气动设计优化。
2026-08-14 physics.flu-dyn
Impact of Engine Nacelle Flow on Buffet
本研究通过壁面建模LES模拟OAT15A翼型在抖振条件下的流动，发现UHBR发动机短舱激波与翼型激波共享动态模态，削弱翼型激波强度并降低抖振发展程度。
2024-03-19 physics.flu-dyn
Decomposition of the mean friction drag on a NACA4412 airfoil under uniform blowing/suction
阻力控制策略在典型的壁面边界湍流（如周期性通道和零压力梯度或逆压力梯度边界层）上的应用提出了如何对不同的参考情况一致地描述控制效果的问题。我们采用RD身份（Renard & Deck，J. Fluid Mech.，790，2016，pp. 339-367）来分解平均摩擦阻力，并研究在弦雷诺数Re_c= 200，000和400，000时对NACA 4412翼型施加均匀吹气和吸气的控制效果。通过使用吹/吸的阻力减少/增加与湍流统计（包括粘性耗散，粘性动能生产，和空间增长的流量）跨越边界层，受到不利或有利的压力梯度的连接，进行检查。我们发现，与摩擦阻力产生相关的统计峰值在整个边界层的内部或外部单元中表现出良好的缩放。它们也与雷诺数、控制方案和吹/吸强度无关。采用自适应尺度分解方法，即经验模态分解（EMD），将小尺度和大尺度结构分离，分析湍流运动对摩擦阻力产生的尺度贡献。结果表明，在机翼吸力侧吹气能够增强大尺度运动的贡献，抑制小尺度运动的贡献;而吸力侧则相反。与跨尺度相互作用相关的贡献在不同的控制策略下几乎保持不变。
2021-06-07 physics.flu-dyn
Experimental evidence on tonal noise generation and its control in tip-leakage flows
本研究通过实验证实带叶尖间隙的静止翼型产生音调噪声，并发现表面粗糙度可消除谱峰，强调翼型两侧相干性及衍射和声反馈在噪声产生中的关键作用。
2024-03-18 physics.flu-dyn
Separation delay via hydro-acoustic control of a NACA4412 airfoil in pre-stalled conditions
本文对近失速状态下\nacafft翼型通过阻抗边界条件（IBC）进行了湍流分离控制的大涡模拟。对于自由飞行马赫数$M_\infty=0.3$、弦-雷诺数$Re_c = 1.5\times10^6$和迎角$α=14^{\circ{}}$，获得了无控基线流。通过使用Scalo、Bodart和Lele开发的时域实现方式施加复杂IBC来应用流量控制，$\textit{Phys. Fluids} $（2015）。分离被延迟，由于增强的混合与对流放大展向导向开尔文-亥姆霍兹（KH）辊，通过水声不稳定性产生。后者是通过阻抗面板的壁正常蒸腾和叠加的平均背景剪切的相互作用的结果。结果是分离剪切层和尾流中的旋涡脱落（已经存在于不受控制的基线流中）之间的耦合不稳定性发生变化，从而产生与被动生成的KH旋涡结构的不同强度相关的独特尾流拓扑结构。具体地说，升力系数提高了13%。结果表明，调谐的谐振腔的自然脱落频率以下，需要产生KH辊结构具有足够大的夹带直径，以涵盖整个范围的分离区域，从而增强混合和促进再附着。总之，在这项工作中提出的结果表明，采用水声调谐谐振面板是一种很有前途的被动控制技术的边界层分离控制。
2017-01-29 physics.flu-dyn
Impact of Particle Injection Velocity on the Stability of the Particulate Rayleigh-Bénard System
本文研究颗粒瑞利-贝纳德系统中注入速度对线性稳定性的影响，发现降低注入速度对重颗粒和轻颗粒分别产生稳定与失稳的相反效果，并揭示气泡可使对流起始移至负瑞利数。
2025-06-29 physics.flu-dyn
An Experimental Framework to Study Turbulence Induced Particle Mobilization
该研究开发了一个实验框架，通过振荡翼型产生可控湍流扰动，研究大而重颗粒在湍流载相中的迁移起始，发现颗粒迁移与载相大尺度流动结构相关。
2025-08-25 physics.flu-dyn
Intermittent Vortex Merging and Extreme Drag in Transitional Airfoil Flow
Oklahoma State University（俄克拉荷马州立大学）
该研究通过NACA0012翼型的二维数值模拟，揭示转捩翼型流动中极端阻力源于成簇涡释放与合并，提出通过secondary涡量动力学控制涡释放时机可缓解极端气动载荷。
2026-08-14 physics.flu-dyn
Fluid flow around NACA 0012 airfoil at low-Reynolds numbers with hybrid lattice Boltzmann method
本文采用混合格子玻尔兹曼方法（HLBM）对美国国家航空咨询委员会（NACA）0012翼型的二维绕流进行了数值模拟。该研究的目的是评估的数值性能和计算方法的鲁棒性。为此，在提供了一个收敛性研究，以估计该方法的整体精度后，我们分析了在雷诺数等于$10^3$的迎角的不同值的数值解。随后，计算了零迎角布局雷诺数达到$10^4$时的流场。一个网格加密方案被应用到重叠网格系统的均匀间隔的组件，以进一步提高模型的数值效率。结果表明，HLBM的能力，以实现高精度附近的固体弯曲壁，从而提供了一个可行的替代领域的非格子玻尔兹曼方法的基础上贴体网格。
2020-06-18 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Oscillations of laminar flow velocity in a channel induced by harmonic perturbation of mass injection velocity through the permeable wall
本文将不可压缩流体在具有可渗透壁面的通道中的层流的瞬态Navies-Stokes方程简化为一个纵向流速横向分布的方程。注入速度的小振幅谐波扰动引起纵向速度的振荡，峰值在壁面处。随着通道距离的增加，峰值的振幅急剧增加;随着频率的增加，峰值越来越靠近壁面。
2023-02-13 physics.chem-ph physics.flu-dyn
Numerical simulations of transition and long-term response of a wind turbine airfoil
FLOW, Department of Engineering Mechanics, KTH Royal Institute of Technology（KTH皇家理工学院工程力学系FLOW）；Department of Wind Energy, Technical University of Denmark, Risø Campus（丹麦技术大学风能系里斯厄校区）
针对DTU 10-MW参考风力机翼型，采用大涡模拟研究转捩与长期响应，发现法向力系数存在低频振荡（St=0.0012），与周期性失速和再附有关。
2026-06-15 physics.flu-dyn
Numerical study of friction reduction and underlying mechanism of air film via parallel and tandem injections on a hypersonic flat plate at high altitude
本文通过数值模拟研究高空高超声速平板平行与串列气膜注入的减阻机理，揭示质量流率、孔间距和注入孔长宽比对低速层覆盖、流动损失及减阻效率的影响规律。
2025-09-23 physics.flu-dyn
Internal Aerodynamics of Supersonic Crossflows with Transverse Liquid Injection
本研究实验探究马赫数2.1超声速横流中横向液体喷射的内部空气动力学，对比单喷射与串联喷射（间距8mm）在不同质量流量下的特性，揭示射流破碎、激波反射规律及流动结构影响。
2025-02-13 physics.flu-dyn
Effect of free-stream turbulence on a moderate adverse pressure gradient turbulent boundary layer developing over an airfoil
Politecnico di Torino（都灵理工大学）；Center for Turbulence Research, Stanford University（斯坦福大学湍流研究中心）
研究自由流湍流对翼型上中等逆压梯度湍流边界层发展的影响，通过风洞实验，改变攻角调整压力梯度，用热线风速仪测量边界层特性，发现FST是控制参数，其影响随压力梯度放大，对相关流动研究有重要意义。
2026-07-24 physics.flu-dyn
A machine learning enhanced discontinuous Galerkin method for simulating transonic airfoil flow-fields
本文提出一种机器学习增强的间断伽辽金方法（DGM），通过离线构建结合区域POD和加权距离RBF的轻量级数据驱动模型预测初始流场，再用DGM细化修正，显著提升了跨声速翼型流场模拟的计算效率和鲁棒性。
2024-11-14 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Effect of Leading Edge Tubercles on Compressor Cascade Performance
锯齿是对翼型前缘的改进，其形式为钝的波浪状锯齿。关于孤立翼型上结节效应的几项研究表明，结节在过失速状态下具有有益的效果，因为它可以减少阻力，增加升力，从而延迟失速。延迟失速的前景对于燃气轮机中的轴向压缩机的设计者特别有吸引力，因为这导致具有更高负载的设计，并且因此导致具有更少级数的更高压力升高。本文对NACA 65209翼型叶栅进行了不同结节形状的实验研究。在出口平面上使用五孔探针进行测量，以比较叶栅性能参数。此外，在叶片表面附近进行热线测量，以了解靠近结节区域的流动性质。叶栅端壁上的油流可视化显示了通过有和没有结节的叶片通道的流动。对于所考虑的叶栅，发现最佳性能叶片组的估计失速角从未修改叶片的6.0°增加到8.6°。在轴流压气机叶片上应用这种结构，可以有效地抑制轴流压气机的失速，扩大轴流压气机的工作范围。
2021-02-25 physics.flu-dyn
Modal Analysis of Fluid Flows: Applications and Outlook
我们提出了应用模态分析技术来研究，建模和控制规范的空气动力学流。为了说明模态分析技术如何以互补的方式提供物理见解，我们选择了四个基本的例子：圆柱尾迹、壁面边界流、翼型尾迹和空腔流。我们还简要讨论了模态分析技术的前景，鉴于数据科学的快速发展。
2019-07-26 physics.flu-dyn
A Database for Reduced-Complexity Modeling of Fluid Flows
我们提出了一个公开访问的数据库，旨在帮助概念，培训，演示，评估和比较的复杂性降低模型流体力学。高质量流量数据的可用性对于数据驱动和基于物理的方法的模型开发的所有这些方面都是必不可少的。该数据库包含六个不同数据集的时间分辨数据：紊流射流的大涡模拟，零压力梯度紊流边界层的直接数值模拟，同一边界层在几个雷诺数下的粒子图像测速测量，层流静止和俯仰平板翼型的直接数值模拟，遇到阵风的翼型的粒子图像测速和力测量，以及翼型上分离的湍流的大涡模拟。这六种情况跨越几个关键的流动类别：层流和湍流，统计上的平稳和瞬态，音调和宽带频谱内容，规范和面向应用，壁边界和自由剪切流，模拟和实验测量。对于每个数据集，我们描述了流程设置和计算/实验方法，对数据库中可用的数据进行编目，并提供了如何将这些数据用于降低复杂性建模的示例。所有数据都可以使用浏览器界面或Globus下载。我们的愿景是，该数据库提供的通用测试平台将有助于流体力学社区澄清新的和现有的方法的不同能力。
2022-06-23 physics.flu-dyn
Compact representation of transonic airfoil buffet flows with observable-augmented machine learning
Department of Aerospace Engineering, Graduate School of Engineering, Tohoku University（东北大学研究生院工学研究部航空宇宙工程学）
本研究利用机器学习提取跨音速机翼 buffet 的低维表示，通过升力增强自编码器实现低阶建模，展示了在高雷诺数下对升力相位动态的合理估计。
2025-09-22 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Wavy-wall-based flow control for the suction side geometry of NACA4412 at Retau = 3000
Czestochowa University of Technology（切斯托霍瓦理工大学）
本文研究了在Re_tau=3000条件下，使用波浪壁方法对NACA4412翼型吸力面几何形状进行湍流边界层分离控制，通过实验发现该方法可提高摩擦系数达42.3%，延迟湍流分离并保持总动量，同时具有不变的摩擦雷诺数和更薄的边界层，显示出对气动性能的提升效果，类似于主动吸力应用的效果。
2026-05-21 physics.flu-dyn
A fully one-sided diffuse-interface immersed boundary method for wall-modeled large-eddy simulation
Aix-Marseille Univ, CNRS, Centrale Med, M2P2（艾克斯-马赛大学）；Department of Aeronautics and Astronautics, The University of Tokyo（东京大学航空航天工程系）
研究针对扩散界面浸入边界方法在壁面模型大涡模拟中存在的问题，开发全单侧扩散界面浸入边界方法，通过特定策略消除跨边界扩散效应，经多方面验证，该方法提高了预测精度，尤其在低参考高度时，且在翼型湍流流动评估中表现良好。
2026-07-09 physics.flu-dyn
Comparative Numerical Study of Film Cooling Strategies for Thermal Protection of a Kerosene-Fueled Oblique Detonation Combustor
Ningbo Institute of Materials Technology and Engineering, Chinese Academy of Sciences（中国科学院宁波材料技术与工程研究所）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）
研究通过数值模拟比较了三种膜冷却策略对斜爆燃燃烧室热防护的影响，发现燃料基冷却能更有效地维持爆燃结构，而雾化冷却在较低质量比下提供最佳热防护与推进性能。
2026-10-15 physics.flu-dyn
Discrete vortex-based broadcast mode analysis for mitigation of dynamic stall
North Carolina State University（北卡罗来纳州立大学）
本文提出一种基于离散涡流和网络分析的主动流体控制方法，通过优化涡流扰动引入时机和位置，有效抑制动态失速，实验显示可显著降低升力峰值。
2025-06-27 physics.flu-dyn
Investigation of Flow Characteristics inside a Dual Bell Nozzle with and without Film Cooling
在这项研究中，我们进行了二维轴对称模拟，以评估流动特性和了解薄膜冷却过程中的双钟形喷嘴。在喷管壁面3个不同的轴向位置注入低温二次流，模拟了二次流注入位置对双钟形喷管气膜冷却的影响。冷却效果通过喷嘴壁面上的温度和压力分布或分离点的移动来证明。喷射点下游的马赫数和温度分布记录了主流和二次流的混合。观察到的拐点区域是最有希望的位置为二次流的注入。进一步研究了二次流马赫数的影响。本文的研究表明，可以通过二次喷射（马赫数）来控制双钟形喷管的分离点，从而获得最佳的推力。
2021-02-12 physics.flu-dyn
Linear stability analysis of Poiseuille flow in porous medium with small suction and injection
研究了小抽吸雷诺数和渗透率参数对Poiffille流体在两平行静止多孔板间流动稳定性的影响。我们证明了扰动流由一个修正的Orr-Sommerfeld方程控制。我们还发现，归一化的壁面法向速度与特征小吸入（或小注入）速度是重要的多孔介质流体流动稳定性分析的完美命令。一般的参数，特别是小的吸入雷诺数和渗透率参数的线性稳定性的稳定效果。
2014-12-02 physics.flu-dyn
Particle Thermal Inertia Delays the Onset of Convection in Particulate Rayleigh-Bénard System
Univ. Lille（里尔大学）；Federal Center for Technological Education Celso Suckow da Fonseca（塞尔索·苏科瓦·达丰塞克联邦技术教育中心）；Univ. Federal Fluminense（弗鲁米嫩塞联邦大学）
研究发现颗粒热惯量通过改变基态温度剖面，延迟颗粒瑞利-贝纳德系统中对流的起始。
2026-02-18 physics.flu-dyn
Flow instability and momentum exchange in separation control by a synthetic jet
本研究通过大涡模拟和线性稳定性理论，揭示了合成射流控制翼型前缘分离的机制，确定了最优激励频带，并阐明了相干涡在动量交换和湍流增强中的关键作用。
2023-02-24 physics.flu-dyn
Empirical Model for Discharge Current and Momentum Injection in Dielectric Barrier Discharge
介质阻挡放电（DBD）等离子体激励器具有不对称的直边电极结构，产生无运动部件的壁约束射流。库仑力和流体运动之间的相互作用作为DBD参数的函数的机制描述仍然不清楚。本文提出了一种实验研究的DBD致动器，包括电流与微放电，等离子体体积，和壁射流动量的范围内的AC频率（0.5 - 2 kHz）和峰-峰电压高达19.5 kV。放电电流测量具有高的时间分辨率，等离子体体积的特征在于光学，和由DBD壁射流引起的动量计算的基础上测量的轴向速度下游的致动器使用定制的皮托管。放电电流分析表明，正负半周期之间的不对称性，两个电流产生的经验拟合系数的幂律关系。等离子体长度与电压成线性关系，等离子体体积与电压成二次方关系。虽然等离子体长度在较高的频率下达到一个渐近值，但由于电离区高度的增加，等离子体体积也会增加。在一个简单的2D配置中，DBD壁射流动量显示出近线性的依赖关系与放电电流的电压和频率的范围内考虑在这项工作中。所提出的经验模型的特点DBD壁射流动量和放电电流的基础上，只有交流输入。通过对等离子体体积的估计，该模型可以用于确定更真实的数值模拟边界条件。
2020-12-03 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
From arteries to boreholes: Steady-state response of a poroelastic cylinder to fluid injection
流体径向向外流入多孔介质中的现象发生在许多实际问题中，从穿过血管壁的输送到钻孔的加压。随着驱动压力相对于固体结构的刚度变得不可忽略，流体和固体之间的孔隙力学耦合对流动具有越来越强的影响。对于非常大的压力或非常软的材料，如水力压裂和动脉流的情况下，这种耦合可能导致大的变形，因此，从经典的线性孔隙弹性响应的强烈偏差。在这里，我们研究这个问题，通过分析流体注入的多孔弹性圆柱体的稳态响应。我们认为定性和定量的运动和本构非线性的影响，突出了变形相关的渗透率的强烈影响。我们表明，壁厚（厚与薄）和外边界条件（自由与约束）在控制力学中起着核心作用。
2017-04-28 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Slow flow in channels with porous walls
本文研究粘性不可压缩液体在恒定但任意截面形状的通道中的缓慢流动，其驱动力是通过多孔通道壁的非均匀抽吸或喷射。相似变换将纳维-斯托克斯方程简化为二维速度势的耦合方程组。当通道纵横比和雷诺数都很小时，问题归结为求解二维常强迫的双调和方程。在相应的边界条件下，求解多孔通道中的速度场就相当于求解均布载荷作用下简支薄板的竖向位移。这使我们能够提供其横截面为例如矩形或等边三角形的多孔通道中的流动的解析解，并提供将伯曼流动（《应用物理杂志》24（9），第1232页，1953）扩展到三维的一般框架。
2012-08-27 physics.flu-dyn
Enhanced Wall Boundary Modeling for Turbulent Flows Using the Lattice Boltzmann Method with Adaptive Cartesian Grids
National Institute of Aerospace Technology (INTA)（国家航空航天技术研究所）
本文提出基于自适应笛卡尔网格的改进壁面边界建模方法，用于高雷诺数湍流流动的格子玻尔兹曼方法，通过结合解析壁面函数的湍流模型，实现准确的气动参数预测。
2026-01-26 physics.flu-dyn
Boundary treatment algorithms for meshfree RANS turbulence modeling
Fraunhofer ITWM（弗劳恩霍夫应用研究促进协会工业数学研究所）；RPTU University Kaiserslautern-Landau（莱茵兰-普法尔茨技术大学凯泽斯劳滕-兰道校区）；University of Luxembourg（卢森堡大学）
本文提出改进的无网格方法用于湍流流动的壁处理策略，通过评估最近邻方法和新型最近带邻近方法与移位边界方法，验证了其在高雷诺数湍流模拟中的有效性。
2026-05-13 physics.flu-dyn
Wall turbulence with constrained energy extraction from mean flow
我们研究了从平均流到脉动速度的能量注入机制，这是维持壁湍流所必需的。这一过程被认为是正确的表示由线性化的纳维-斯托克斯方程，和三个潜在的线性机制已被认为是，即，模态不稳定性的流向平均横流$U(y,z,t)$，非模态瞬态增长，和非模态瞬态增长支持的参数不稳定性。我们设计了三个数值实验的平面湍流槽道流动与额外的强迫条款，旨在抵消一个或多个线性机制的能量提取。从我们的初步实验，只有情况下，平均横流能够支持模态不稳定性被发现维持湍流。然而，这种新的湍流是否符合与实际（非强迫）湍流中发生的相同的物理机制的问题仍然没有答案。另一方面，完全由瞬时生长支持的情况下，直到层状化才衰减。
2019-02-13 physics.flu-dyn
Enhancing large-scale motions and turbulent transport in rotating plane Poiseuille flow
根据大尺度羽流的特性，提出了一种喷射/抽吸控制策略，以增强羽流的强度和被动标量在旋转平面Poillille流中的湍流输运。该控制在稳定侧保持经典的非穿透条件，在不稳定侧规定展向变化的壁面法向速度。直接数值模拟结果表明，在中等转速下，极弱的喷射/抽吸（控制侧的均方根速度低于本体平均速度的$1\%$）和适当分布的狭缝可以显著增强与喷射狭缝具有相同空间分布的大尺度羽流。另外，增加羽流间距，可以提高湍流输送效率。因此，考虑到强度和传输效率，喷射槽之间的距离应略大于羽流之间的固有距离，以实现最大的湍流传输增强。为了比较，在不稳定侧和稳定侧的喷射/抽吸的非穿透条件下的控制也进行了仿真研究。结果表明，相对于不稳定侧，稳定侧的喷吸对流动的影响要小得多。这是因为羽流产生在不稳定的一侧，控制羽流的起源更有效。
2022-01-22 physics.flu-dyn
Alternative physics to understand wall turbulence: Navier-Stokes equations with modified linear dynamics
尽管壁湍流的非线性性质，有证据表明，能量-压射机构维持壁湍流可以归因于线性过程。不同的情况源于线性稳定性理论，包括平均流量拐点的指数不稳定性，非正常运营商的瞬态增长，以及时间平均流量变化的参数不稳定性等。这些机制，每一个潜在的能够导致观察到的湍流结构，植根于简化的理论和概念的争论。目前尚不清楚这种流动是否遵循其中任何一种或几种的组合。在本研究中，我们设计了一系列数值实验，其中纳维-斯托克斯方程被合理地修改，以量化不同的线性机制的作用。这是通过直接数值模拟的湍流槽道流与约束能量提取从流向平均的平均流量。我们表明，（i）瞬态增长本身是不足以维持壁湍流和（ii）的流动保持湍流时，指数不稳定性被抑制。另一方面，我们表明，（iii）瞬态增长与随时间变化的平均流的参数不稳定性相结合，是能够维持湍流。
2019-12-13 physics.flu-dyn
Axially strained flow in a porous duct of circular-sector cross-section
本文研究圆扇形截面管道中圆弧壁面注流驱动的轴向应变流动，发现雷诺数增大时对称性丧失并形成非对称涡结构，且轴向压力梯度系数在大雷诺数下趋于与几何和对称性相关的常值，揭示了部分壁面注入和非对称解在实际应用中的重要性。
2025-08-16 physics.flu-dyn
Effect of flame retardants on side-wall quenching of partially premixed laminar flames
对侧壁淬熄的甲烷-空气部分预混层流火焰进行了实验和数值模拟研究。完善的SWQ燃烧器适于允许用从接近火焰的淬熄点的（次级）壁入口发出的附加气态产物对主流进行播种。首先，部分预混的火焰，淬火在壁的特性进行评估，使用平面激光诱导荧光测量的OH自由基，并进行相应的数值模拟与完全解决的运输和化学。在壁处形成富集混合物的边界层，导致平行于壁的反应区，用于从壁入口的高注入速率。随后，在数值研究中，将壁流入物与基于磷的阻燃剂二甲基甲基膦酸酯（DMMP）混合。DMMP添加允许评估在火焰-壁相互作用期间热损失和阻燃剂对火焰结构的综合影响。随着注入混合物中DMMP量的增加，火焰在远离壁面处稳定，并且局部放热速率降低。因此，最大壁热通量显著降低。这导致淬火壁上的热负荷较低。火焰结构分析表明，在没有阻燃剂添加的预混火焰的淬火过程中，类似于CO积累的中间物种HOPO在壁的积累。这项研究表明，部分预混火焰的结构是如何受到墙壁的影响，释放额外的燃料或燃料和阻燃剂的混合物。从规范配置中获得的见解可以导致更好地理解阻燃剂和近壁火焰中的热损失的综合影响。
2022-12-07 physics.flu-dyn
Supersonic Shear and Wall-Bounded Flows With Body-Fitted Meshes Using the Semi-Lagrangian Lattice Boltzmann Method: Boundary Schemes and Applications
针对可压缩湍流LBM模拟研究不足、现有方法算例简单的问题，本文为半拉格朗日LBM新增多种边界条件，首次实现高马赫数三维超声速湍流模拟，验证了其捕捉可压缩效应的能力。
2024-12-12 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Efficient Wall-Modeled High-Order Compact Gas-Kinetic Scheme for Compressible Turbulent Flows
Hong Kong University of Science and Technology（香港科技大学）；Shenzhen Research Institute, Hong Kong University of Science and Technology（香港科技大学深圳研究院）
提出基于压力梯度的非平衡壁面模型与高阶紧致气体动理学格式耦合的框架，在粗糙近壁网格上准确预测分离流动，壁面摩擦系数显著改进，计算开销增加不到1%。
2026-06-29 cs.NA math.NA physics.flu-dyn
General-purpose Data-driven Wall Model for Low-speed Flows Part I: Baseline Model
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；California Institute of Technology（加州理工学院）
本文提出了一种通用数据驱动壁模型，用于大涡模拟，通过基线模型预测壁面剪应力，并在多种流动条件下表现出优于传统模型的性能。
2025-11-20 physics.comp-ph physics.flu-dyn
