超临界射流掺混控制中激励振幅的影响

作者：原敏鹏; 冯岩岩^*; 向勇; 宋彦萍

来源：航空动力学报, 2023, 1-12.

DOI：10.13224/j.cnki.jasp.20220848

• 超临界射流
• 射流控制
• 曲张模态
• 激励振幅
• 雷诺数

针对超临界氮气圆形湍流射流，采用雷诺平均数值模拟方法，研究了不同雷诺数条件下曲张激励模态的振幅对类气态射流掺混流场特性的影响。结果表明：在研究的雷诺数范围内(1.5 × 105 ～ 6.1 × 105，基于射流孔径)，无激励射流势核长度和扩张角基本保持不变，超临界氮气射流混合受雷诺数影响较小；雷诺数较低时(小于2.3 × 105)，随激励振幅的增加，射流掺混效果增强，25%振幅控制下射流密度势核可缩短58%，扩张角增大87%，曲张激励有效提升了射流出口的传热性能并解除固壁效应；雷诺数较高时(高于3.0 × 105)，射流的湍动能升高，剪切层变薄，层内速度、密度和温度梯度更大，控制增强掺混的难度增加，当雷诺数为6.1 × 105时，射流密度势核缩短和扩张角增大程度约为较低雷诺数条件下的76%和23%，雷诺数对掺混控制效果有较大的影响。

• 单位
  中国石油大学（北京）; 哈尔滨工业大学