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Low-Order Modeling of Bistable Side Forces on a Sphere Measured for a Transient Inflow in a Wind Tunnel

Müller, Max und Ehrenfried, Klaus und Wagner, Claus (2024) Low-Order Modeling of Bistable Side Forces on a Sphere Measured for a Transient Inflow in a Wind Tunnel. In: 23rd STAB/DGLR Symposium on New Results in Numerical and Experimental Fluid Mechanics XIV, 154, Seiten 88-98. Springer Nature. 23. STAB-DGLR-Symposium 2022, 2022-11-09 - 2022-11-10, Berlin, Deutschland. doi: 10.1007/978-3-031-40482-5_9. ISBN 978-3-031-40481-8. ISSN 1612-2909.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich
1MB

Offizielle URL: https://link.springer.com/book/10.1007/978-3-031-40482-5

Kurzfassung

The unsteady forces acting on a sphere laterally mounted in a wind tunnel with transient sinusoidal inflow are investigated. The study shows that the low-frequency dynamic is characterized by a spontaneous switching between two partially stable states, also known as bistability. Additionally, oscillatory forces exist, which, on the one hand, are induced by the sinusoidal transient inflow and, on the other hand, originate from natural vortex shedding. By separating the bistability and the oscillatory forces using proper orthogonal decomposition, a low-order model based on the Duffing equation is developed both for the bistability and the oscillatory multi-scale induced forces. The bistability is represented by a chaotic bistable Duffing equation, whose parameters are determined by manual adjustment. In contrast, the parameters of the oscillatory multi-scale forcing are determined by expanding the forcing of the Duffing equation to three terms and preserving the phase angles between the three characteristic frequencies, the flapping frequency, its multiples and the natural vortex shedding.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/192021/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Zusätzliche Informationen:ISSN 1612-2909 ISSN 1860-0824 (electronic) ISBN 978-3-031-40481-8 ISBN 978-3-031-40482-5 (eBook)
Titel:Low-Order Modeling of Bistable Side Forces on a Sphere Measured for a Transient Inflow in a Wind Tunnel
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Müller, MaxMax.Mueller (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ehrenfried, KlausKlaus.Ehrenfried (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wagner, ClausClaus.Wagner (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-2273-0568NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2024
Erschienen in:23rd STAB/DGLR Symposium on New Results in Numerical and Experimental Fluid Mechanics XIV
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Nein
Band:154
DOI:10.1007/978-3-031-40482-5_9
Seitenbereich:Seiten 88-98
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Dillmann, AndreasAndreas.Dillmann (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Heller, GerdAirbus BremenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Krämer, EwaldInstitut für Aerodynamik und Gasdynamik, Universität StuttgartNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wagner, ClausClaus.Wagner (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-2273-0568NICHT SPEZIFIZIERT
Weiss, JulienILR-Aerodynamik, TU BerlinNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Springer Nature
Name der Reihe:Notes on Numerical Fluid Mechanics and Multidisciplinary Design
ISSN:1612-2909
ISBN:978-3-031-40481-8
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Duffing, low-order modeling, bistability, Reduced-order Model, Chaos
Veranstaltungstitel:23. STAB-DGLR-Symposium 2022
Veranstaltungsort:Berlin, Deutschland
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:9 November 2022
Veranstaltungsende:10 November 2022
Veranstalter :STAB/DGLR
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Verkehr
HGF - Programmthema:Schienenverkehr
DLR - Schwerpunkt:Verkehr
DLR - Forschungsgebiet:V SC Schienenverkehr
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):V - RoSto - Rolling Stock
Standort: Göttingen
Institute & Einrichtungen:Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > Bodengebundene Fahrzeuge
Hinterlegt von: Müller, Max
Hinterlegt am:16 Dez 2022 13:31
Letzte Änderung:31 Jul 2024 17:55

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