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自航沉浮翼的流固稳定性分析( Fluid-solid Floquet stability analysis of self-propelled heaving foils )
LB Ramos O Marquet M Bergmann A Iollo
我们研究了线性机制在静止流体中升沉箔片的非线性水平自推进状态出现中的作用。分析了两种状态：单向运动的周期状态和绕平均水平位置缓慢来回运动的准周期状态。通过对非推进对称基解的流固Floquet稳定性分析来解释状态的出现。与单纯的流体力学分析不同，我们的分析精确地确定了运动状态的起始。当观测到单向推进解时，发现了一个不稳定的同步模态。所得到的模态具有推进特性，具有平均水平速度和产生水平力加速箔片的非对称流。当观测到前后流态时，发现了一个不稳定的非同步模态，也具有流动不对称和速度非零的特征。其相关的复数乘法器引入了拍打周期的缓慢调制，与来回体制的准周期性质相一致。这种扰动的时间演变表明，在一个缓慢的周期内，流动所施加的水平力是如何交替地推进或阻力的。对于这两种模态，通过对扑动周期内时间平均的速度和力摄动的分析来建立物理不稳定性判据。分析了大固液密度比时模态的行为。非同步流固模态收敛到纯流体力学模态，而同步模态在我们的分析中变得边缘不稳定，不收敛到纯流体力学模态，在纯流体力学模态中它从不失稳。
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