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摘要
水下超声速气体射流稳定性是水下推进、水下焊接技术研究的焦点领域。通过建立线化小扰动气液混合流体控制方程,开展水下超声速气体射流线性稳定性研究。控制方程的形式表明,射流基本流分布(速度与浓度分布)、雷诺数、相对密度、相对粘度能够影响水下超声速气体射流稳定性。使用Chebyshev配置点法对控制方程进行求解。计算结果表明,射流基本流分布以及相对密度是影响射流稳定性的主要因素。射流基本流分布越平缓,射流最大扰动增长率越小;相对密度越小,即气液密度差越小,射流最大扰动增长率越小。随雷诺数增大,射流最大扰动增长率先减小后增大,当雷诺数>105时,射流最大扰动增长率趋于常数。对不同相对粘度,射流扰动增长率-特征波数曲线高度重合。同时分析了射流不同截面的稳定性特征,计算结果表明,随射流截面与喷管出口距离的增加,最大扰动增长率减小。
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单位瞬态物理国家重点实验室
