涡生摆线振荡的电磁优化控制

项目名称： 涡生摆线振荡的电磁优化控制

项目编号： No.11202102

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 张辉

作者单位： 南京理工大学

项目金额： 28万元

中文摘要： 随着科学技术(流体力学、控制理论、数值方法和材料科学等)的发展和相关领域（航空和航海等）的实际需求，流动控制的研究已经成为流体力学的前沿和热点问题。在以减阻减振为目的的流动控制技术中，电磁力以其独到的优点，受到特别的关注。本项目将通过实验、计算和理论分析相结合，同时展开对涡生摆线振荡的电磁优化控制的研究，从振荡机理到控制机理再到优化方法，具体内容包括：1.均匀来流和剪切来流条件下，涡生摆线振荡的流场、升阻力和位移的变化规律。2.均匀来流和剪切来流条件下，涡生摆线振荡的电磁控制过程及其控制机理。3.电磁控制在空间和时间上的优化，以完成反馈式流动控制。最终实现以减振为目的，涡生摆线振荡的电磁优化控制，并揭示其电磁控制机理。该项目的开展可以全面认识电磁力减振机理和优化途径，并对涡诱导的结构振动大量工程问题(如航海，航空，建筑领域等), 提供新的减振思路和优化方法，具有重要实用价值和学术意义。

中文关键词： 涡生振荡；流动控制；优化控制；电磁力；

英文摘要： With the development of science and technology (hydrodynamics、control theories、numerical technique、material science and so on) and the requirement of relative field (avigation、navigation and so on), the flow control has been the foreland and hotspot of hydrodynamics. Many researchers focus on Lorentz force control which holds original advantages for drag reduction and oscillatory suppression of flow control technologies. We plan to investigate optimal control of vortex-induced in-line oscillation by Lorentz force combining experiments, numerical calculations and theory analysis in this project which is from oscillation mechanism to control mechanism to optimal control methods. The detail contents include: 1. The variations of flow field, drag-lift and displacement of vortex-induced in-line oscillation for uniform flow and shear flow. 2. The control process and control mechanism of vortex-induced in-line oscillation by Lorentz force for uniform flow and shear flow. 3. The optimal control of time and space for Lorentz force and the investigations of feedback flow control. Finally, the control of vortex-induced in-line oscillation will be accomplished by Lorentz force, and the control mechanism of Lorentz force will be revealed. The mechanism of oscillatory suppression with Lorentz force and the optimal control app

英文关键词： vortex-induced vibration；flow control；optimal control；Lorentz force；