截断理想轮廓喷嘴中的射流共振-Archive ouverte HAL Accéder directment au contenu公司
第三条Dans Une Revue 流体力学杂志 Anneée:2021年

截顶理想轮廓喷管中的射流共振

Résumé

在过膨胀状态下运行的超音速喷嘴中观察到的非定常侧向载荷通常与激波系统和分离线的固有不稳定性有关，其特征是随机运动，主要是宽带低频贡献。在截短理想轮廓喷嘴的特定操作条件下，也发现了与中频范围内波动壁压的能量峰值相关的音调流动行为。这里对相应的流场进行了研究，以了解其起源，并显示其如何修改副负载特性。通过沿喷嘴内压力探针环同步采集壁压，首次对壁压和射流速度场的时空组织进行了实验表征，和高速时间分辨粒子图像测速仪在喷嘴出口下游穿过射流的平面截面上测量的速度场。首次表明，外部射流空气动力学和内壁压力场之间存在明显的联系，但只有在该频率峰值处，脉动壁压的第一个方位模式和脉动外部速度场的第一个方向模式之间才出现显著的一致性。为了再现这种音调流动动力学，进行了延迟分离涡模拟，并与实验结果进行了验证。对模拟数据的分析表明，在整个流动结构中，第一方位模态的音调流动行为确实更具全局性，其中上游和下游传播波显示共存，甚至在喷嘴出口的远下游也是如此。分析表明，这两种波在射流中心都有支撑，在分离区域有不可忽略的压力特征。脉动压力场在该音调频率下的谱本征正交分解表明，侧向压力的性质和强度是由与上游和下游传播相干结构相关的共振控制的，它施加冲击波网络来响应和调节喷嘴内表面上的压力水平。

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弗洛里安·巴库鲁（Florian Bakulu）、纪尧姆·莱纳施（Guillaume Lehnasch）、文森特·乔内特（Vincent Jaunet）、埃里克·冈卡维斯（Eric Goncalves da Silva）、史蒂夫·吉拉德（Steve Girard）。截断理想轮廓喷嘴中的射流共振。流体力学杂志, 2021, 919,⟨10.1017/jfm.2021.351⟩.⟨哈尔-03241886⟩

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