近距离淹没冲击射流动态流场特性

作者：胡建军^*; 杨子文; 金瑶兰; 王思民; 孔祥东

来源：机械工程学报, 2020, 56(22): 263-270.

• 冲击射流
• 淹没
• PIV
• 近距离
• 动态流场

近距离下淹没冲击射流具有重要的应用前景,但有关其动态流场特性的研究尚不充分。利用粒子图像测速技术(Particle image velocimetry,PIV)对冲击距离为H/D=1时的动态流场特性进行测量,研究雷诺数Re和喷嘴端面轮廓(壁面约束)对间隙内旋涡生成的影响,并对试验数据进行涡量分析与本征正交分解方法(Proper orthogonal decomposition,POD)分析。结果表明,雷诺数Re对不同喷嘴端面轮廓(壁面约束)的旋涡生成和迁移影响规律不同。雷诺数对直角型喷嘴的双涡环模式流态影响较小,但对圆角型喷嘴卷吸流态影响较大,且随雷诺数的增大流场出现动态对称涡旋,该对称涡旋逐渐向间隙外迁移且呈现出明显的周期性变化特征。涡量分析得到时均场的涡量大小与分布情况,通过与POD分析中瞬态场的含能大尺度结构分布相结合,揭示间隙外涡旋能量的来源与变化规律。通过前4阶瞬态脉动速度场重构,可以从微观时间尺度进一步说明瞬态速度场的突变性与周期性。研究成果将有助于加深对冲击射流本质的理解。

• 单位
  燕山大学