정사각형 단면을 가진 실린더: 입사각 변화에 따른 와이크 불안정성

입사각 변화가 있는 정사각형 실린더 뒤의 와이크는 다양한 레이놀즈 수에 대해 계산되어, 경사진 정사각형 실린더의 투영 높이에 기반하여 레이놀즈 수 Re = 300까지의 3차원 안정성 및 역학을 설명한다. 3차원 불안정 모드가 선형 안정성 분석 기법과 3차원 시뮬레이션을 사용하여 각각 예측되고 계산된다. 입사각에 따라, 흐름은 A 모드 불안정성 또는 서브하모닉 C 모드 불안정성을 통해 3차원 흐름으로 전환되는 것으로 나타났다. A 모드 불안정성은 12° 미만 및 26° 초과의 입사각에서 최초 발생하는 불안정성으로 예측되며, 이 두 입사각 사이에서는 C 모드 불안정성이 예측된다. 0도 입사각에서, 와이크 불안정성은 정사각형 및 원형 실린더 뒤에서 이전 연구에서 예측된 A, B 모드 및 준주기 모드와 밀접하게 일치한다. 입사각이 증가함에 따라, 3차원 와이크 전이 레이놀즈 수는 A 모드 불안정성이 약해짐에 따라 처음에 Re = 164에서 증가하다가, 12° 이상의 입사각에서 와이크가 C 모드 불안정성에 대해 점점 불안정해짐에 따라 다시 감소하고, 이후 입사각이 45°에 가까워질수록 A 모드 불안정성으로 다시 전환된다. 정사각형 단면 길이의 20배 길이의 실린더에 대한 계산에서 얻은 면 방향 자자상관 분석은 3차원 불안정성의 시작 이후, 와류 거리가 시공간적 혼돈과 일치하는 패턴으로 붕괴됨을 보여준다. 이 효과는 더 높은 입사각에서 더 뚜렷하게 나타났다.