Вибрационное возбуждение и бифуркация круглой струи при небольших числах Рейнольдса
А.К. Шевченко, С.Н. Яковенко
Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия
shecvchenkoanthony@gmail.com
Ключевые слова: круглая струя, вибрационное возбуждение, бифуркация струи, число Струхаля, угол расширения, численные эксперименты
Страницы: 915-939
Аннотация
В статье представлены результаты численного моделирования затопленной струи, истекающей из отверстия диаметром D со скоростью U, при введении механических колебаний (вибраций) сопла частотой ƒ. Применение вибрационного возбуждения приводит к бифуркации струи при числе Рейнольдса Re = DU/ν>50 в широких диапазонах амплитуды колебаний Z 0, числа Струхаля St = ƒD/U и оказывается аналогичным акустическому воздействию. Полученные оценки характерной толщины струи и угла ее расширения α, выполненные для изучения влияния параметров Z0, Re и St, позволяют выявить оптимальные значения числа Струхаля Stopt, при которых процесс расщепления оказывается наиболее выраженным. Подтверждены отмеченные ранее эффекты роста угла α с повышением амплитуды возбуждения и насыщения после некоторых пороговых значений амплитуды Z0. Полученные результаты также свидетельствуют о том, что при снижении Re возрастает пороговая амплитуда, выше которой происходит насыщение по α, и значительно падают максимально возможные значения α. Обнаружено влияние Re на оптимальное число Струхаля: при снижении Re от 3000 до 100 значения Stopt заметно падают.
|
