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自由圆射流对声激励的非线性响应分析

2019-06-15分类号:O358

【作者】郭鹏  赵马杰  朱旻明  叶桃红  
【部门】中国科学技术大学热科学和能源工程系  
【摘要】声激励是控制流动和燃烧的有效手段.为研究声激励对圆射流流场的控制作用,采用大涡模拟方法计算了不同频率的声激励下的圆射流流场(Re=2020),分析了流场对声激励的非线性响应过程.对涡量和Q函数的分析表明流场拟序结构的变化与激励频率有关.通过传递函数分析及脉动速度的分解,揭示出扰动波在流场中有三种传播模式,即对流传播模式、声波—对流混合传播模式和声波传播模式,与实验结果符合较好.通过分析速度功率谱(PSD)在空间的分布,反映出激励引起湍流能量在频率空间的重新分配.研究表明,射流响应对激励频率的选择特性不仅表现在流场结构的变化,还与扰动波的传播模式密切相关.当激励频率在射流优势频率附近时,扰动波以对流模式传播,流场结构及能量在频域的分布都发生明显变化.
【关键词】射流  声激励  传播模式  大涡模拟
【基金】国家自然科学基金(51576182,91441117)资助;; 中国科学技术大学超级计算中心的计算支持和帮助
【所属期刊栏目】中国科学技术大学学报
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