Влияние начальных условий на срезе сопла на структуру течения и устойчивость плоской струи

Abstract

Experimental data concerning the influence of initial conditions at the nozzle exit on the structure and development characteristics of plane jet are reported. Features in the development of laminar and turbu-lent round jets emanating from variously elongated nozzles at identical Reynolds numbers are revealed. Smoke visualization pictures obtained for jets formed under different initial conditions (with different distributions of mean and pulsating flow velocities at the nozzle exit), influence of acoustic and interac-tion of streaky structures with vortex trail of laminar plane jet are discussed. It is established that, the laminar and turbulent jet on an output of the plane channel of Hagen-Poiseuille undergoes sine wave os-cillations, as a single whole. It is established that, the symmetric mode of instability of a laminar plane jet are suppressed asymmetrical. It is shown that, interaction of the streaky structures generated on one side of plane nozzle, with vortices of a laminar plane jet with a parabolic velocity profile leads to appearance of Λ- or Ω-vortices on vortices of a vortex trail, on the right as well as on the left side of the nozzle.

В работе представлены результаты экспериментальных исследований влияния начальных условий на срезе сопла на структуру плоской струи, характеристики ее развития и устойчивость. Показаны особенности развития ламинарной и турбулентной плоских струй, реализованных при одном и том же числе Рейнольдса. Обсуждаются картины дымовой визуализации струи при изменении начальных условий ее формирования, акустического воздействия и в процессе взаимодействия полосчатых структур с вихрями вихревой дорожки ламинарной плоской струи. Установлено, что ламинарная и турбулентная струи на выходе из плоского канала Хагена – Пуазейля испытывают продольное синусоидальное колебательное движение как единое целое. Выявлены особенности развития как ламинарной, так и турбулентной струи при акустическом воздействии на них. Установлено, что генерированная симметричная мода неустойчивости ламинарной плоской струи подавляется асимметричной модой неустойчивости. Показано, что взаимодействие полосчатых структур, генерированных на одной стороне плоского сопла, с вихрями ламинарной плоской струи с параболическим профилем скорости приводит к возникновению Λ- или Ω-образных вихрей как на правых, так и на левых вихрях вихревой дорожки.