論文の概要: The Structure of Merging Turbulent Jets Beneath a Small Quadrotor
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.30900v1
- Date: Mon, 31 Aug 2026 14:50:54 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-01 18:31:31.456405
- Title: The Structure of Merging Turbulent Jets Beneath a Small Quadrotor
- Title（参考訳）: 小型クアドロターに作用する乱流噴流の混合構造
- Abstract要約: 本研究では, ホバリング・クアロータのダウンウォッシュに関する詳細な粒子画像速度測定を行った。
4つのロータージェットは1列に$z/lの近似5$で合流し、その先では平均速度プロファイルが正準円ジェットの自己相似形状に徐々に接近する。
D_texteff = 2.29,l$, effective Reynolds number $Re_D_texteff = 3 times 104$, with an effective source diameter $D_texteff = 2.29,l$, effective Reynolds number $Re_D_texteff = 3 times 104$
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.9634859579172251
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The downwash wake of a hovering quadrotor governs both the vehicle's own performance and the safe spacing of multi-rotor formations. Prior measurements have largely characterized the mean flow, using single-point anemometry, volumetric tracking, or planar cuts through part of the rotor system. Higher-order turbulent statistics of the merged wake, and how they relate to canonical jet scaling, have remained unresolved, particularly for small quadrotors at the low-Reynolds-number end of the size range. Here, we present a detailed particle image velocimetry (PIV) study of the downwash of a hovering Crazyflie 2.1 quadrotor (arm length, $l = 46$ mm), sampled along a diagonal cut, passing through rotors along the symmetry axis of the quadrotor, and a front-rotor cut, passing through adjacent rotors. The four rotor jets merge into a single column by $z/l \approx 5$, beyond which the mean velocity profiles progressively approach the canonical round-jet self-similar form, collapsing by $z/l \approx 13$ when scaled by the local centerline velocity and half-width. Centerline decay and half-width growth follow canonical scaling laws with an effective source diameter $D_\text{eff} = 2.29\,l$, effective Reynolds number $Re_{D_\text{eff}} = 3 \times 10^4$, at the low end of the range over which canonical jet scaling has been established, and spreading and decay constants nonetheless within the canonical round-jet range. Resolving both cuts shows that the turbulent normal stresses retain a bimodal, cut-dependent signature of the four-rotor source throughout the measurement domain.
- Abstract（参考訳）: ホバリングクオーターのダウンウォッシュは、車両自身の性能とマルチロータの安全な間隔の両方を支配している。
以前の測定では、ローターシステムの一部を通して、単点エメメータ、ボリュームトラッキング、平面カットを用いて、平均フローを特徴付けていた。
合併したウェイクの高次乱流統計と正準ジェットのスケーリングとの関連性は未解決のままであり、特にレイノルズ数列の低レイノルズ数列の小さな四辺形については未解決のままである。
ここでは, ホバリングクラジフリー2.1クアローター(アーム長, $l = 46$ mm)のダウンウォッシュを, 対角線に沿ってサンプリングし, 四角線の対称軸に沿ってローターを通し, 隣接するローターを通す, 精密粒子画像速度測定 (PIV) について検討する。
4つのロータージェットは1列に$z/l \approx 5$で合流し、平均速度プロファイルは局所中心速度と半幅でスケールした場合に$z/l \approx 13$で崩壊する。
D_\text{eff} = 2.29\,l$, effective Reynolds number $Re_{D_\text{eff}} = 3 \times 10^4$, at the low end of the canonical jet scaling have established, and spread and decay constants within the canonical round-jet range。
両切断の解消は、乱流の正規応力が測定領域全体にわたって4回転子源のバイモーダルかつカット依存的なシグネチャを保持することを示している。
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