稀悬浮极限下含颗粒平面射流的线性稳定性分析

含颗粒流常见于许多工业应用中，例如过程工业中的流化床、磨料加工中载有磨料的空气，以及化学工业中的含颗粒羽流。在本工作中，我们对稀悬浮区中的含颗粒平面射流进行局部分析。无颗粒平行平面射流已通过法模态被广泛研究，并被证明具有两种不稳定模态，即蛇行模态和 varicose 模态。研究发现蛇行模态比 varicose 模态更不稳定。在本研究中，我们考察颗粒对平面射流稳定性的影响。在低斯托克斯数（St）（细颗粒）下添加颗粒导致比无颗粒射流更高的增长率。在中等斯托克斯数区间，添加颗粒对蛇行和 varicose 模态均有稳定作用。有趣的是，对于 St~10，不稳定的 varicose 模态被完全阻尼。通过增大颗粒尺寸来提高斯托克斯数，蛇行和 varicose 模态均呈现增长的增长率，而增大密度比则对流动有稳定作用。对于非均匀颗粒载荷，除蛇行和 varicose 模态外还观察到额外模态。这些模态表明发生了组分不稳定性，剪切层中颗粒聚集量增加，比蛇行和 varicose 模态高一个数量级。