Особенности турбулентной струи при больших сверхзвуковых скоростях

Представлены результаты моделирования методом крупных вихрей турбулентной сверхзвуковой струи при M = 5. Проводится анализ структурных особенностей турбулентности, образующихся в этом течении. Оцениваются возможности метода крупных вихрей и трудности моделирования эффектов сжимаемости в струйных течениях при высоких значениях числа Маха. Численно воспроизведены такие особенности сверхзвуковой струи, как локальные турбулентные скачки уплотнения и волны Маха. Показано, что траектории эжекционного течения вблизи струи располагаются вдоль фронта волн Маха. В струе обнаружены анизотропные турбулентные структуры, продольный масштаб которых на порядок превосходит поперечный. Оценка вклада бароклинных эффектов показала их слабое влияние на порождение завихренности в рассмотренном струйном течении.

Ключевые слова

турбулентность, струи, сверхзвуковая скорость, скачки уплотнения, моделирование, метод крупных вихрей

Источник финансирования

Работа выполнена при поддержке РФФИ № 16-01-00035 А.

Получено

09.10.2018

Дата публикации

13.10.2018

Кол-во символов

800

Цитировать Скачать pdf Для скачивания PDF необходимо авторизоваться

ГОСТ	Чепрасов С. А. Особенности турбулентной струи при больших сверхзвуковых скоростях // Известия Российской академии наук. Механика жидкости и газа – 2018. – Номер 4 C. 32-38 [Электронный ресурс]. URL: http://ras.jes.su/mzg/s207987840000013-3-1 (дата обращения: 27.04.2024). DOI: 10.31857/S056852810000558-4
MLA	Cheprasov, S. "Turbulent Jet Features at High Ultrasonic Speeds." Izvestiia Rossiiskoi akademii nauk. Mekhanika zhidkosti i gaza 4 (2018):32-38. DOI: 10.31857/S056852810000558-4
APA	Cheprasov S. (2018). Turbulent Jet Features at High Ultrasonic Speeds. Izvestiia Rossiiskoi akademii nauk. Mekhanika zhidkosti i gaza (4), pp.32-38 DOI: 10.31857/S056852810000558-4

Размещенный ниже текст является ознакомительной версией и может не соответствовать печатной.

всего просмотров: 1386

Оценка читателей: голосов 0

1. Абрамович Г. Н., Гиршович Т. А., Крашенинников С. Ю., Секундов А. Н., Смирнова И. П. Теория турбулентных струй. М.: Наука, 1984. 715 c.

2. Papamoschou D., Roshko A. The compressible turbulent shear layer: an experimental study // J. Fluid Mech. 1988. V. 197. P. 453–477.

3. Gutmark E. J., Schadow K. S., Yu K. H. Mixing Enhancement in Supersonic Free Shear layer Flows // J. Ann. Rev. Fluid Mech. 1995. V. 27. P. 375–417.

4. Ffowcs W. J. E., Simson J., Virchis V. J. Crackle’: An annoying component of jet noise // J. Fluid Mech. 1975. V. 71. P. 251–271.

5. Lee S., Lele S. K., P. Moin. Eddy shocklets in decaying compressible turbulence // Phys. Fluids. 1991. V. 3. P. 657.

6. Kida S., Orszag S. A. Enstrophy budget in decaying compressible turbulence // J. Sci. Comp. 1990. V. 5. P. 1−34.

7. Секундов А. Н. Турбулентность в сверхзвуковом потоке и её взаимодействие со скачком уплотнения // Изв. РАН. МЖГ. 1974. № 2. С. 8–16.

8. Phillips O. M. On the generation of sound by supersonic turbulent shear layers // J. of Fluid Mechanics. 1960. V. 9. P. 1–28.

9. Тam C. K. W. Directional acoustic radiation from a supersonic jet generated by shear layer instability // J. Fluid Mech. 1971. V. 46. P. 757–768.

10. Krothapalli A., Venkatakrishnan L., Lourenco L. Crackle: A Dominant Component of Supersonic Jet Noise // AIAA 2000–2024. 2000.

11. Buchta D. A., Anderson A. T., Freund J. B. Near-Field Shocks Radiated by High-Speed Free-Shear-Flow Turbulence // 20th AIAA/CEAS Aeroacoustics Conf. 2014.

12. Nichols J. W. , Lele S. K. Large eddy simulation of crackle noise in supersonic jets // Center for Turbulence Research. Annual Research Briefs. 2012. P. 253–264.

13. Крайко А. А., Крайко А. Н., Пьянков К. С., Тилляева Н. И. О профилировании контуров сопел, реализующих при кривой звуковой линии равномерный сверхзвуковой поток или максимум тяги // Изв. РАН. МЖГ. 2012. № 2. С. 97–113.

14. Shur M. L., Spalart P. R., Strelets M. Kh., Garbaruk A. V. Further steps in LES based noise prediction for complex jets // AIAA Paper. 2006. № 485.

15. Секундов А. Н., Чепрасов С. А., Якубовский К. Я. Анализ возможностей методов расчета шума турбулентных струй // Изв. РАН. МЖГ. 2012. № 5. C. 126–137.

16. Bodony D. J., Lele S. K. Review of the current status of jet noise predictions using largeeddy simulation (invited) // AIAA Paper. 2006. № 0468. P. 1–36.

17. Любимов Д. А. Разработка и применение эффективного комбинированного RANS/ILES метода для расчета сложных турбулентных струй // Теплофизика высоких температур. 2008. Т. 46. № 2. С. 27–282.

18. Lau J. C., Morris P. J., Fisher M. J. Measurements in Subsonic and Supersonic Free Jets Using a Laser Velocimeter // J. Fluid Mech. 1979. V. 93. P. 1–27.