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横流中方形射流周围涡流的结构发展。 (英语) Zbl 1093.76016号

小结:本计算研究致力于揭示横流中方形射流周围三维流动相互作用的复杂过程。其目的是对整个涡流流场的结构发展有一个清晰的了解,这可以极大地提高我们对射流周围各种涡流结构之间相互作用的认识。为了捕捉近场马蹄涡系统形成的详细机制和悬停涡的卷起过程,我们进行了仔细的尝试。观察到卷起的剪切层悬停旋涡,它们围绕着前部和横向射流-横流界面,从而引发Kelvin-Helmholtz型不稳定性。本研究还清楚地显示了反旋涡对(CVP)从射流管两侧壁上形成的剪切层开始的过程。为了更好地理解完整的流动相互作用过程和控制流动物理,对中等雷诺数(Re=225)和2.5的射流与自由流速度比进行了模拟。观察到流向壁涡和下游边界层中形成的垂直(或旋出或拉链)涡之间的相互作用过程对射流尾迹的结构发展起着重要作用。垂直旋涡源于航道底部剪切层上的龙卷风临界点,随后旋涡从航道底部升起,最终与演变中的CVP合并。重要的是,观察到这种合并过程可以局部增强CVP强度。根据勒让德的拓扑理论,计算出的临界点和分离线的图示有助于进一步了解流动机制。计算结果清楚地显示了整个涡流相互作用过程的总体情况,包括最近对此类流动所作的所有实验预测。值得注意的是,正如交叉流中圆形射流的实验验证一样,在目前的配置中,通道底部的流动分离也被发现是壁和直立涡流开始的基本来源。不同壁面涡核线附近的分离流汇合形成垂直涡。

MSC公司:

76D17号 粘性涡流
76天25分 尾迹和喷流
76E17型 水动力稳定性中的界面稳定性和不稳定性
76米25 其他数值方法(流体力学)(MSC2010)
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全文: 内政部