【摘 要】
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本文通过改变喷嘴出口直径、出口气速、受限空间高径比等因素,考察了单喷嘴受限射流和自由射流在喷嘴轴线上的流场特征。重点研究了受限射流在时域、频域和湍流尺度方面的流
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本文通过改变喷嘴出口直径、出口气速、受限空间高径比等因素,考察了单喷嘴受限射流和自由射流在喷嘴轴线上的流场特征。重点研究了受限射流在时域、频域和湍流尺度方面的流场特性,分析了受限射流振动的影响因素。
通过时域分析,发现在相同条件下,受限射流的平均速度、最大脉动速度和最小脉动速度均小于自由射流。由于回流掺混,导致受限射流出口处的速度信号出现了较强的间歇性。通过频域分析,考察了喷嘴轴线上的信号振动情况,发现受限射流存在明显的低频振动现象,振动周期在0.1s1s范围之间,受Thring-Newby准数(d/D,d为喷嘴直径,D为受限空间通道直径)和底部缩口的影响较大。通过湍流尺度的分析,考察了不同实验条件下喷嘴轴线上积分时间尺度、积分空间尺度、泰勒微分尺度和Kolmogorov 微分尺度的特征。受限射流的积分尺度大于自由射流,泰勒微分尺度在底部出口处小于自由射流,且气速、Thring-Newby准数的改变对湍流尺度影响较大,受限射流的Kolmogorov微分尺度和自由射流基本相同。大涡模拟的结果显示,除因滤波思想限制对微分尺度的模拟结果较实验值偏大外,实验结论和模拟结果均能较好的吻合。
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