利用尖顶凸瓣调控椭圆超声速射流形态
流体动力学
2024-03-20 v2
摘要
椭圆喷管几何构型对于增强超声速射流的混合颇具吸引力。然而，拍动等射流动力学行为会产生高强度单频声。我们通过使用两个尖顶凸瓣，对椭圆超声速射流形态进行了实验调控。凸瓣置于椭圆喷管短轴的两端。椭圆喷管与带瓣喷管的设计马赫数均为2.0，纵横比均为1.65。超声速射流在近乎完全膨胀的状态下排入周围环境。为评估两种喷管的流体行为，进行了时间分辨纹影成像、纵向及横截面平面激光米氏散射成像、平面粒子图像测速以及近场麦克风测量。对纹影图像和米氏散射图像进行了动态模态分解（DMD）和本征正交分解（POD）分析。通过图像处理程序从米氏散射图像中提取了混合特性。拍动的椭圆射流包含两个主导DMD模态，而带瓣喷管仅有一个主导模态，拍动被抑制。麦克风测量显示了相关的噪声降低。带瓣喷管中射流柱分叉，使得与周围流体的表面接触面积更大，并在喷管出口近场实现了更高的混合率。在近场区，双瓣喷管的射流宽度增长率约为椭圆射流的两倍，且势核长度缩短了40%。粒子图像测速（PIV）云图证实了这些结果。
引用
@article{arxiv.2005.11567,
title = {Elliptic supersonic jet morphology manipulation using sharp-tipped lobes},
author = {Srisha M. V. Rao and S. K. Karthick and Abhinav Anand},
journal= {arXiv preprint arXiv:2005.11567},
year = {2024}
}
备注
19 pages, 16 figures. Revised version submitted to Physics of Fluids for peer review. URL of the Video files (Fig. 6 & Fig. 14) are given in the text files (see in '/anc/*.txt')