Френски конгрес по механика 2019

Вятърните турбини и витлата са източникът на събуждане, съставено от винтови вихри, чиито свойства на нестабилност са от практическо значение, особено във вятърните паркове. Ако линейната нестабилност на деформациите с дължина на вълната е добре документирана в тези системи (Widnall 1972, Gupta & Loewy 1974, Okulov & Sørensen 2007), това не е същото за нелинейния режим, при който винтовите вихри си взаимодействат силно помежду си (leapfrog ). В това изследване представяме нелинейното взаимодействие на два винтови вихъра, използвайки няколко модела и директни числени симулации (DNS).

френски

Най-простият модел се основава на аналогията с периодична вихрова точкова система, модел, за който е доказано, че описва линейната нестабилност на винтовите вихри с фина сърцевина в рамките на малки спираловидна височина (Quaranta et al. 2015, Selçuk et al. 2018). Тук ние разширяваме тази аналогия към нелинейния режим, който ни позволява да интерпретираме динамиката на вихрите като хамилтонова система, която би представлявала ограничени (прескачащи) или неограничени (превишаване на вихъра, Stremler 2010) траектории. Ефектите на кривината също могат да бъдат взети под внимание при разглеждане на серия от коаксиални вихрови пръстени, без фундаментална промяна. Това поведение продължава и се обогатява за винтови вихри, моделирани от невискозни нишки: техните траектории вече зависят както от тяхната кривина, така и от усукването им, но все още могат да бъдат разбрани в рамките на динамична система, в която можем също да въведем вискозитет евристично.