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线性与非线性稳定性理论下液体射流空间发展的对比研究

吕明 宁智 阎凯

线性与非线性稳定性理论下液体射流空间发展的对比研究

吕明, 宁智, 阎凯
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  • 分别基于线性和非线性稳定性理论,建立了描述同轴旋转可压缩气体中含空泡液体射流稳定性的一阶与二阶色散方程,并对色散方程进行验证分析;在此基础上,进行了射流表面一阶与二阶扰动及其发展的分析,线性与非线性稳定性理论下射流空间发展的对比研究. 研究结果表明,二阶扰动波的波长和振幅明显小于一阶扰动波;沿射流方向,射流表面的扰动发展主要由一阶扰动波的发展所主导;随着轴向距离的增大,二阶扰动波才开始逐渐对扰动的发展起一定的作用. 两种稳定性理论下射流表面的占优扰动模式不会发生改变;采用非线性稳定性理论时,可以反映一些实验中发现的射流表面出现’’卫星液滴’’的现象,由于考虑了射流表面的二阶扰动,射流界面振荡程度加剧.
      通信作者: 宁智, zhining@bjtu.edu.cn
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:51276011)、北京市自然科学基金(批准号:3132016)、中国博士后科学基金(批准号:2016M591061)和中央高校基本科研业务费(批准号:2016JBM049)资助的课题.
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    Yi S J 1996 Ph. D. Dissertation (Dalian: Dalian University of Technology) (in Chinese) [易世君 1996 博士学位论文(大连: 大连理工大学)]

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    Zhou Z W, Lin S P 1992 J. Propul. Power 8 736

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    Ozgen S, Uzol O 2012 J. Fluid Eng. 134 1

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    Ibrahim A A, Jog M A 2006 Phys. Fluids 18 114101

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    Rangel R H, Sirignano W A 1988 Phys. Fluids 31 1845

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    Lozano A, Olivares A G, Dopazo C 1998 Phys. Fluids 10 2188

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    Lin S P, Lian Z W 1990 AIAA J. 28 120

    [26]

    Sallam K A, Dai Z, Faeth G M 2002 Int. J. Multiphase Flow 28 427

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出版历程
  • 收稿日期:  2016-03-15
  • 修回日期:  2016-06-06
  • 刊出日期:  2016-08-05

线性与非线性稳定性理论下液体射流空间发展的对比研究

  • 1. 北京交通大学机械与电子控制工程学院, 北京 100044
  • 通信作者: 宁智, zhining@bjtu.edu.cn
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:51276011)、北京市自然科学基金(批准号:3132016)、中国博士后科学基金(批准号:2016M591061)和中央高校基本科研业务费(批准号:2016JBM049)资助的课题.

摘要: 分别基于线性和非线性稳定性理论,建立了描述同轴旋转可压缩气体中含空泡液体射流稳定性的一阶与二阶色散方程,并对色散方程进行验证分析;在此基础上,进行了射流表面一阶与二阶扰动及其发展的分析,线性与非线性稳定性理论下射流空间发展的对比研究. 研究结果表明,二阶扰动波的波长和振幅明显小于一阶扰动波;沿射流方向,射流表面的扰动发展主要由一阶扰动波的发展所主导;随着轴向距离的增大,二阶扰动波才开始逐渐对扰动的发展起一定的作用. 两种稳定性理论下射流表面的占优扰动模式不会发生改变;采用非线性稳定性理论时,可以反映一些实验中发现的射流表面出现’’卫星液滴’’的现象,由于考虑了射流表面的二阶扰动,射流界面振荡程度加剧.

English Abstract

参考文献 (26)

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