同轴气-水射流中从鼓泡到射流的转捩

在这篇简短通讯中，我们通过实验研究了排入静止空气环境中的同轴气-水射流中出现的流态，并基于线性、局部、时空稳定性理论对其发生给出了一种简单的解释。除了在水-气速度比 $u=u_w/u_a$ 足够低时存在周期性鼓泡流态外，我们的实验还揭示了在速度比高于临界值 $u_c$ 时存在射流流态。在鼓泡流态中，气泡从一个空气细丝的顶端周期性形成，该细丝的长度随 $u$ 增大。然而，当 $u> u_c$ 时，在液体同向流的核内观察到一条细长的气体射流。由于在射流流态中流场的下游变化缓慢，我们采用均匀速度剖面进行了局部线性时空稳定性分析以建模气-水射流的流场。类似于毛细管液射流中从滴落到射流的转捩，分析表明从鼓泡到射流流态的变化可从绝对不稳定性到对流不稳定性的转捩来理解。