Instability and the post-critical behaviour of two-dimensional inverted flags in axial flow
Notice bibliographique
Résumé
Inverted flags – clamped–free elastic thin plates subjected to a fluid flowing axially and directed from the free end towards the clamped end – have been observed experimentally and computationally to exhibit large-amplitude flapping beyond a critical flow velocity. The motivation for further research on the dynamics of this system is partly due to its presence in some engineering and biological systems, and partly because of the very rich dynamics it displays. In the present paper, the goal is to develop a nonlinear analytical model for the dynamics and stability of high aspect ratio (i.e. height to length ratio) flags. The inviscid fluid flow is modelled via the quasi-steady version of Theodorsen’s unsteady aerodynamic theory, and the Polhamus leading-edge suction analogy is utilized to model flow separation effects from the free end (leading edge) at moderate angles of attack. Gear’s backward differentiation formula and a pseudo-arclength continuation technique are employed to solve the governing equations. Numerical results suggest that fluidelastic instability may be the underlying mechanism for the flapping motion of high aspect ratio heavy inverted flags. In other words, flapping may be viewed as a self-excited vibration. It was found from numerical results that the undeflected static equilibrium of the inverted flag is stable at low flow velocities, prior to the occurrence of a supercritical pitchfork bifurcation. The pitchfork bifurcation is associated with static divergence (buckling) of the flag. At higher flow velocities, past the pitchfork bifurcation, a supercritical Hopf bifurcation materializes, generating a flapping motion around the deflected static equilibrium. At even higher flow velocities, flapping motion becomes symmetric around the undeflected static equilibrium. Interestingly, it was also found that heavy flags may exhibit large-amplitude flapping right after the initial static equilibrium, provided that they are subjected to a sufficiently large disturbance. Moreover, inverted flags with a non-zero initial angle of attack were found to be less stable than their perfectly flow-aligned counterparts.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».