Численное исследование методов управления потоком и эффектов расщепления в круглой затопленной струе
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, осевые возмущения, спиральные возмущения, механические вибрации, число Струхаля, расщепление струи, численные эксперименты
Страницы: 379-395
Аннотация
В работе представлены результаты численного моделирования затопленной струи, вытекающей из круглого отверстия в стенке, с введением возмущений различных типов. Рассмотрены активные методы управления течением, включающие наложение осевых и спиральных гармонических колебаний на входной профиль скорости струи, вибрации сопла струи, а также их комбинации. Установлено, что внешнее воздействие приводит к эффектам расщепления струи при числе Рейнольдса Re ≥ 1000 в широких диапазонах частот и амплитуд возмущения, как это было показано в работах других авторов. Исследованы механизмы взаимодействия вихревых структур при бифуркации струи и сделаны оценки угла расширения течения в плоскости бифуркации, демонстрирующего увеличение с ростом Re. Расчеты при 500 ≤ Re < 1000 показали, что для получения и усиления указанных выше эффектов необходима оптимизация параметров воздействия, в частности, типа, частоты и амплитуды возмущений. Сделан вывод, что механические вибрации сопла оказываются более эффективным способом управления течением, чем спиральное возбуждение входного профиля скорости.
|
