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摘要
利用平面激光诱导荧光技术(PLIF)对双层撞击流混合器的浓度场进行了实验测量，获得了不同径向位置处的浓度时间序列，通过多重分形去趋势波动方法(MF-DFA)研究了浓度时间序列中的多重分形特性，得到不同喷嘴间距和射流雷诺数下的多重分形谱，实现了流场特性的定量表征。结果表明，随着喷嘴间距增大，浓度时间序列的奇异性减弱，随着射流雷诺数增大，浓度时间序列的奇异性增强，喷嘴间距对浓度时间序列奇异性的影响比射流雷诺数更为显著。浓度信号的奇异性越强，流体粒子脉动越剧烈，混合效果越强，喷嘴间距对混合的促进作用大于射流雷诺数。通过分析多重分形谱参数(Δα, αmin, α0)随径向位置的变化规律得出了流型的转变区域，并将双层撞击流混合器由撞击中心处向下分为二次撞击区、涡旋区、一次撞击区。浓度信号的奇异性二次撞击区>一次撞击区>涡旋区，对混合的促进作用二次撞击区>一次撞击区>涡旋区。研究结果为更深入地揭示撞击流混合器内部流动模式和撞击流复杂无序的流动机理提供了理论依据。
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