Chia sẻ bài báo qua Email TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KHIỂN DÒNG CHẢY QUANH VẬT THỂ TẠI VẬN TỐC DƯỚI ÂM: THỤ ĐỘNG-CHỦ ĐỘNG VÀ XU HƯỚNG ỨNG DỤNG HIỆN NAY
Thông tin bài báo
Ngày nhận bài: 29/11/25 Ngày hoàn thiện: 03/02/26 Ngày đăng: 08/02/26Các tác giả
1. Phạm Văn Khiêm
, Học viện Kỹ thuật Quân sự2. Đinh Hoàng Quân, Học viện Kỹ thuật Quân sự
Tóm tắt
Điều khiển dòng chảy là phương pháp quan trọng để giảm lực cản, tiết kiệm nhiên liệu và mở rộng điều kiện làm việc của các thiết bị bay dưới âm. Bài báo này trình bày tổng quan các phát triển gần đây về kỹ thuật điều khiển dòng chảy quanh cấu hình thiết bị bay dưới âm, được phân loại thành hai nhóm chính: thụ động và chủ động. Nhóm thụ động bao gồm thiết bị tạo xoáy VG dạng thấp và micro-VG, u lồi mép trước lấy cảm hứng từ tự nhiên, bề mặt vi cấu trúc như gân, hốc lõm, cùng các cấu hình biến hình thụ động ở mép sau. Nhóm chủ động gồm luồng phụt, thổi/hút lớp biên, bề mặt nâng biến hình chủ động và các kỹ thuật điều khiển vòng kín hiện đại dựa trên mô hình giảm bậc, điều khiển phân cụm và học tăng cường sâu. Trên cơ sở tổng hợp kết quả mô phỏng và thí nghiệm, bài báo cho rằng các cấu hình lai thụ động-chủ động kết hợp điều khiển dựa trên dữ liệu là hướng hứa hẹn cho thế hệ thiết bị bay dưới âm về mặt khí động.
Từ khóa
Toàn văn:
PDFTài liệu tham khảo
[1] M. Gad-el-Hak, Flow Control: Passive, Active, and Reactive Flow Management. Cambridge: Cambridge University Press, 2000.
[2] M. Gad-el-Hak and D. M. Bushnell, “Separation Control: Review,” Journal of Fluids Engineering, Transactions of the ASME, vol. 113, no. 1, pp. 5–30, 1991, doi: 10.1115/1.2926497.
[3] F. Ren, H. B. Hu, and H. Tang, “Active flow control using machine learning: A brief review,” Journal of Hydrodynamics, vol. 32, no. 2, pp. 247–253, 2020.
[4] S. S. Collis, R. D. Joslin, A. Seifert, and V. Theofilis, “Issues in active flow control: theory, control, simulation, and experiment,” Progress in Aerospace Sciences, vol. 40, no. 4–5, pp. 237–289, 2004.
[5] J. C. Lin, “Review of research on low-profile vortex generators to control boundary-layer separation,” Progress in Aerospace Sciences, vol. 38, no. 4–5, pp. 389–420, 2002.
[6] D. Greenblatt and I. J. Wygnanski, “The control of flow separation by periodic excitation,” Progress in Aerospace Sciences, vol. 36, no. 7, pp. 487-545, October 2000, doi: 10.1016/S0376-0421(00)00008-7.
[7] L. N. Cattafesta and M. Sheplak, “Actuators for active flow control,” Annu. Rev. Fluid Mech., vol. 43, pp. 247–272, 2011.
[8] T. C. Corke, C. L. Enloe, and S. P. Wilkinson, “Dielectric barrier discharge plasma actuators for flow control,” Annu. Rev. Fluid Mech., vol. 42, pp. 505–529, 2010.
[9] S. L. Brunton and B. R. Noack, “Closed-loop turbulence control: Progress and challenges,” Appl. Mech. Rev., vol. 67, no. 5, Sep. 2015, doi: 10.1115/1.4031175.
[10] D. Greenblatt and D. R. Williams, “Flow Control for Unmanned Air Vehicles,” Annual Review of Fluid Mechanics, vol. 54, 2021, doi: 10.1146/annurev-fluid-032221-105053.
[11] B. Jayaraman, Y. Lian, and W. Shyy, “Low-reynolds number flow control using dielectric barrier discharge actuators,” in Collection of Technical Papers - 37th AIAA Fluid Dynamics Conference, 2007, doi: 10.2514/6.2007-3974.
[12] M. P. Akhter et al., “A review of flow-control devices for wind-turbine performance enhancement,” Energies (Basel), vol. 14, p. 1268, 2021.
[13] S. Daynes and P. M. Weaver, “Review of morphing trailing edge devices for wind turbines,” Wind Energy, vol. 16, pp. 283–302, 2013.
[14] Y. Wang et al., “Impact of leading-edge tubercles on airfoil aerodynamic characteristics,” Energies (Basel), vol. 17, p. 5518, 2024.
[15] D. B. Zadorozhna, O. Benavides, J. S. Grajeda, S. F. Ramirez, and L. de la Cruz May, “A parametric study of the effect of leading edge spherical tubercle amplitudes on the aerodynamic performance of a 2D wind turbine airfoil at low Reynolds numbers using computational fluid dynamics,” Energy Reports, vol. 7, 2021, doi: 10.1016/j.egyr.2021.06.093.
[16] A. Sathyabhama et al., “Numerical investigation on the effect of leading-edge tubercles on airfoil aerodynamic performance,” Journal of Applied Fluid Mechanics, vol. 15, pp. 767–780, 2022.
[17] R. García-Mayoral and J. Jiménez, “Drag reduction by riblets,” Philosophical Transactions of the Royal Society A, vol. 369, pp. 1412–1427, 2011.
[18] H. Ali, M. R. Rasani, Z. Harun, and M. A. Shahid, “Passive flow-field control using dimples for improved aerodynamic flow over a wing,” Sci. Rep., vol. 14, no. 1, Dec. 2024, doi: 10.1038/s41598-024-63638-z.
[19] A. Y. N. Sofla, S. A. Meguid, K. T. Tan, and W. K. Yeo, “Shape morphing of aircraft wing: status and challenges,” Mater. Des., vol. 31, pp. 128–155, 2010.
[20] S. Barbarino, O. Bilgen, R. M. Ajaj, M. I. Friswell, and D. J. Inman, “A review of morphing aircraft,” J. Intell. Mater. Syst. Struct., vol. 22, pp. 823–877, 2011.
[21] A. Glezer and M. Amitay, “Synthetic jets,” Annu. Rev. Fluid Mech., vol. 34, pp. 503–529, 2002.
[22] B. L. Smith and A. Glezer, “The formation and evolution of synthetic jets,” Physics of Fluids, vol. 10, no. 9, pp. 2281–2297, 1998.
[23] M. Amitay, D. R. Smith, V. Kibens, D. E. Parekh, and A. Glezer, “Aerodynamic flow control over an unconventional airfoil using synthetic jet actuators,” AIAA Journal, vol. 39, no. 3, pp. 361–370, 2001, doi: 10.2514/2.1323.
[24] K. Zaman and M. Ivana, “Synthetic Jets in Cross-Flow. Part I: Round Jet,” in 33rd AIAA Fluid Dynamics Conference and Exhibit, 2003, p. 3714.
[25] S. Ho, H. Nassef, N. Pornsinsirirak, Y. C. Tai, and C. M. Ho, “Unsteady aerodynamics and flow control for flapping wing flyers,” Progress in Aerospace Sciences, vol. 39, no. 8, pp. 635–681, 2003.
[26] C. M. Ho et al., “Synthetic jet actuators for active flow control: a review,” Fluids, vol. 9, no. 1, 2024, doi: 10.3390/fluids9120290.
[27] E. Moreau, “Airflow control by non-thermal plasma actuators,” J. Phys. D Appl. Phys., vol. 40, no. 3, pp. 605–636, 2007.
[28] A. Ricoy-Zárate et al., “On the use of DBD plasma actuators for active flow control of wind turbine blades,” Sensors, vol. 25, no. 3, p. 1103, 2025.
[29] K. Khalil, S. Asaro, and A. Bauknecht, “Active flow control devices for wing load alleviation,” J. Aircr., vol. 59, no. 2, pp. 458–473, 2022.
[30] A. G. Nair et al., “Cluster-based feedback control of turbulent post-stall separated flows over an airfoil,” J. Fluid Mech., vol. 875, pp. 345–375, 2019.
[31] E. Kaiser et al., “Cluster-based control of a separating flow over a smoothly contoured ramp,” Theor. Comput. Fluid Dyn., vol. 31, pp. 67–91, 2017.
[32] X. Wang, N. Deng, G. Y. Cornejo Maceda, and B. R. Noack, “Cluster-based control for net drag reduction of the fluidic pinball,” Physics of Fluids, vol. 35, no. 2, 2023, doi: 10.1063/5.0136499.
[33] J. Rabault et al., “Artificial neural networks trained through deep reinforcement learning discover control strategies for active flow control,” J. Fluid Mech., vol. 865, pp. 281–302, 2019.
[34] H. Xu, W. Zhang, J. Deng, and J. Rabault, “Active flow control with rotating cylinders by an artificial neural network trained by deep reinforcement learning,” Journal of Hydrodynamics, vol. 32, pp. 254–258, 2020.
[35] I. Kim et al., “Deep reinforcement learning for fluid mechanics: control, optimization, and automation,” Fluids, vol. 9, no. 9, p. 216, 2024.
[36] W. Jia and H. Xu, “Deep reinforcement learning-based active flow control of an elliptical cylinder: Transitioning from an elliptical cylinder to a circular cylinder and a flat plate,” Physics of Fluids, vol. 36, p. 074117, 2024.
[37] C. Vignon, J. Rabault, and R. Vinuesa, “Recent advances in applying deep reinforcement learning for flow control: perspectives and future directions,” Physics of Fluids, vol. 35, no. 3, p. 31301, 2023.
[38] E. A. Whalen et al., “Flight test of an active flow control enhanced vertical tail,” in AIAA Journal, 2018, doi: 10.2514/1.J056959.
[39] K. Van Pham, H. T. Tran, D. T. Nguyen, A. D. Le, Q. D. Nguyen, and D. T. Pham, “Delayed detached eddy simulation for wake flow analysis of axisymmetric boattail models under low-speed conditions,” Physics of Fluids, vol. 36, no. 3, 2024, doi: 10.1063/5.0188363.
[40] H. T. Tran, K. Van Pham, A. D. Le, and C. T. Dinh, “Frequency characteristics of axisymmetric conical boattail models with different slant angles,” Physics of Fluids, vol. 35, no. 9, 2023, doi: 10.1063/5.0160053.
[41] D. Q. Nguyen, T. H. Tran, D. A. Le, N. T. Hieu, V. K. Pham, and T. S. Ha, “Drag reduction for axisymmetric boattail model by longitudinal groove cavity under low-speed conditions,” Journal of Mechanical Science and Technology, vol. 38, no. 8, 2024, doi: 10.1007/s12206-024-04.
[42] T. H. Tran, “The Effect of Boattail Angles on the Near-Wake Structure of Axisymmetric Afterbody Models at Low-Speed Condition,” International Journal of Aerospace Engineering, vol. 2020, 2020, doi: 10.1155/2020/7580174.
[43] K. V. Pham, H. T. Tran, A. D. Le, and T. V. T. Do, “A data-driven analysis of near-wake flow dynamics for a blunt-based axisymmetric body under low-speed conditions,” Physics of Fluids, vol. 37, no. 6, Jun. 2025, doi: 10.1063/5.0267112.
[44] I. I. Lipatov and V. K. Fam, “Nonlinear Effects During Perturbation Propagation in Strong Supersonic Interaction,” Journal of Applied Mechanics and Technical Physics, vol. 61, no. 3, 2020, doi: 10.1134/S0021894420030153.
[45] I. I. Lipatov and V. K. Fam, “Methods of Controlling Flows under the Strong Hypersonic Interaction Conditions,” Fluid Dynamics, vol. 55, no. 2, 2020, doi: 10.1134/S0015462820020093.
[46] I. I. Lipatov and V. K. Pham, “Control of a Flow in a Supersonic Boundary Layer,” Technical Physics Letters, vol. 46, no. 6, 2020, doi: 10.1134/S1063785020060061.
[47] I. I. Lipatov and V. K. Pham, “Propagation of Perturbations in a Boundary Layer under Strong Hypersonic Interaction,” Doklady Physics, vol. 65, no. 2, 2020, doi: 10.1134/S1028335820020068.
[48] G. C. Zha et al., “High-performance airfoil using coflow jet flow control,” AIAA Journal, vol. 45, no. 8, pp. 2087-2090, 2007.
DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.14113
Các bài báo tham chiếu
- Hiện tại không có bài báo tham chiếu