EAGER: Acquisition of a Tomographic Particle Image Velocimetry System for Fluid-Structure Interaction Investigation of Active Blowing on Deformable Surfaces
EAGER:获取断层粒子图像测速系统,用于可变形表面主动吹气的流固耦合研究
基本信息
- 批准号:2112610
- 负责人:
- 金额:$ 8.97万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2021
- 资助国家:美国
- 起止时间:2021-02-15 至 2022-08-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Active blowing methods have shown tremendous improvements in delay separation, lift enhancement and noise reduction over the years, however a major roadblock associated with high mass flow requirements has restricted their use on aircraft platforms. One potential method to resolve this issue is to synthesize and utilize two seemingly unique active flow control methods, a deformable flap providing a continuous wing contour and active upper-surface blowing, to develop a more efficient active flow control system that can enhance aircraft performance and control. The primary aim of this project is to investigate and determine the key factors governing the performance of active blowing on deformable surfaces. The project will also support the integration of research with graduate and undergraduate education and it will attract, educate and help retain a diverse pool of scientists/engineers including underrepresented minorities from partner institutions.The goal of this project is to conduct an experimental flow-structure interaction investigation to impact our understanding of the key parameters that effect the formation and development of coherent structures near deformable wing flap with upper-surface trailing-edge blowing. Computational studies are scarce due to the high complexity of the equations that govern the flow. Experimental results focused on the coherent structures of active blowing on deformable surfaces are also sparse; therefore, the current project will produce a detailed experimental database for unsteady flow-structure interaction for this application in a low-speed wind tunnel using a state-of-the-art tomographic particle image velocimetry system to obtain velocities. These results can be used to develop a physical understanding of the problem and to improve computational tools. The project will i) determine the properties (varying slot geometry on the deformable flap, slot-height, blowing intensity and Reynolds number) that govern the performance of active blowing on deformable flaps and ii) identify and quantify the effects of geometry, frequency of actuation and blowing intensity on the formation and development on coherent structures. This project is jointly funded by the Fluid Dynamics and the Established Program to Stimulate Competitive Research (EPSCoR) programs.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
多年来,主动吹气方法在延迟分离、升力增强和降噪方面取得了巨大进步,但与高质量流量要求相关的主要障碍限制了它们在飞机平台上的使用。解决这一问题的一种潜在方法是综合和利用两种看似独特的主动流量控制方法,即提供连续机翼轮廓的可变形襟翼和主动上表面吹气,以开发更高效的主动流量控制系统,从而提高飞机性能和控制。该项目的主要目的是研究并确定控制可变形表面主动吹气性能的关键因素。该项目还将支持研究与研究生和本科生教育的整合,并将吸引、教育和帮助留住多元化的科学家/工程师,包括合作机构中代表性不足的少数群体。该项目的目标是进行实验性流程结构相互作用研究影响我们对影响上表面后缘吹动的可变形机翼襟翼附近相干结构的形成和发展的关键参数的理解。由于控制流动的方程非常复杂,计算研究很少。专注于可变形表面上主动吹气的相干结构的实验结果也很少;因此,当前的项目将为低速风洞中的非定常流-结构相互作用生成一个详细的实验数据库,使用最先进的断层扫描粒子图像测速系统来获取速度。这些结果可用于发展对问题的物理理解并改进计算工具。该项目将 i) 确定控制可变形襟翼主动吹气性能的属性(可变形襟翼上不同的狭槽几何形状、狭槽高度、吹气强度和雷诺数),以及 ii) 识别和量化几何形状、吹气频率的影响驱动和吹气强度对相干结构的形成和发展的影响。该项目由流体动力学和刺激竞争研究既定计划 (EPSCoR) 项目共同资助。该奖项反映了 NSF 的法定使命,并通过使用基金会的智力价值和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
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