Научный отчет № 4588

Название

Периодическое возбуждение затопленных турбулентных струй.

Авторы

Андронов П.Р.

Аннотация

Представлены результаты теоретического исследования периодического возбуждения круглых дозвуковых турбулентных струй на основе модели идеальной несжимаемой среды. Для численной реализации этой модели применяется метод дискретных вихрей, суть которого состоит в дискретизации завихренности по пространству и по времени. Впервые для данной задачи используется модификация этого метода, которая позволяет учесть реальную несимметрию течения вдали от среза сопла и которая в предшествующих работах применялась для моделирования круглых невозбужденных струй. В результате исследования обнаружено, что в рамках принятых допущений модель позволяет при определенной амплитуде возмущений в определенном диапазоне расстояний от среза сопла воспроизвести эффекты, которые наблюдаются в эксперименте при изменении частоты возбуждения, а именно, эффект усиления турбулентного перемешивания при низких частотах возбуждения и эффект его ослабления при высоких частотах. Выявлено, что усиление перемешивания связано с укрупнением и регуляризацией мощных периодических вихрей в струе, а ослабление перемешивания - с измельчением этих вихрей и с выравниванием вихревой структуры струи. Подтверждено, что несимметрия течения играет существенную роль на дальних участках струи при низкочастотном возбуждении (когда число Струхаля меньше 0,6) и при отсутствии возбуждения. Результаты сравниваются с данными экспериментов и с результатами предшествующих расчетов.

Год публикации

2001 г.

Объём

37 с.

Научный руководитель

Гувернюк С.В.

Ключевые слова

численное моделирование, круглая турбулентная струя, периодическое возбуждение, идеальная несжимаемая жидкость, затопленное пространство, расход среды, метод вихревых рамок, несимметрия течения, турбулентное перемешивание, пульсации скорости, когерентные вихревые структуры.