马赫数 0.9 湍流射流中的波反射与共振

本研究旨在更完整地理解高亚声速马赫数下湍流射流中发生的共振机制，如 Towne 等人（J. Fluid Mech., vol. 825, 2017, pp. 1113-1152）所示。该研究表明共振存在于向上游与向下游传播的导波之间。其假设了五种可能的共振机制，每种涉及在喷管出口平面及若干下游转折点处反射的不同导波族。然而，该研究未能确定五种共振机制中哪一种支撑了观测到的谱峰。本工作中，通过大涡模拟数据在由局部平行线性稳定性分析提供的特征基上的双正交投影，识别了支撑共振的波。由此确认了 Towne 等人假设的五种情形中的两种存在于湍流射流中。此外，识别了喷管出口与转折点平面处的反射系数。此类信息作为简化共振建模策略的输入是必需的，例如 Jordan 等人（J. Fluid Mech., vol. 853, 2018, pp. 333-358）针对射流-边缘共振以及 Mancinelli 等人（Exp. Fluids, vol. 60, 2019, pp. 1-9）针对超声速尖啸所发展的策略。