采用大渦模擬（LES）方法計(jì)算內(nèi)外涵道出口馬赫數(shù)分別為0.7和0.63的雙涵道噴管流動(dòng),分析內(nèi)外剪切層的發(fā)展特性,研究了剪切層速度脈動(dòng)的頻譜及渦結(jié)構(gòu)的互相作用。分析表明,兩個(gè)剪切層內(nèi)起始位置處的對(duì)流速度有較大的差異,但隨著噴流向下游發(fā)展,內(nèi)層的對(duì)流速度被外層流動(dòng)減弱,阻礙了渦的遷移。運(yùn)用聲擾動(dòng)理論對(duì)噴流近場(chǎng)渦聲源項(xiàng)分布及頻譜特性的分析表明,渦聲源主要集中在內(nèi)剪切層中,且以低頻為主。沿著徑向,渦聲源項(xiàng)的峰值發(fā)生位置逐步向噴口靠近。 

【文章來(lái)源】：工程熱物理學(xué)報(bào). 2020,41(09)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：8 頁(yè)

【部分圖文】：

圖７內(nèi)外剪切層內(nèi)２＝２．５￡＞６軸向速度脈動(dòng)時(shí)空相關(guān)性??Ｆｉｇ．?７?Ｓｐａｃｅ－ｔｉｍｅ?ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｕ＇?ｉｎ?ｔｗｏ?Ｓｈｅａｒ－ｌａｙｅｒｓ??ａｔ?ｘ＝２．５Ｄｓ??

分布類似于單涵道噴管，即在??中心線附近出現(xiàn)單股速度峰值，徑向位置遠(yuǎn)離中心??線，速度逐漸降低。??圖３為兩涵道出口速度峰值位置處的速度分布，??兩者并沒(méi)有存在明顯的核心流特征，到８ＤＳ處內(nèi)部??速度還略高于外部。從兩者速度降低趨勢(shì)可見(jiàn)，內(nèi)??涵道速度沿軸向比外涵道下降得更快。??ｘ／Ｄｓ??圖３內(nèi)外涵道速度峰值中心線軸向速度分布??Ｆｉｇ．?３?Ａｘｉａｌ?ｖｅｌｏｃｉｔｙ?ａｔ?ｒ／Ｄｓ＝０．１０?ａｎｄ?０．２７?ｉｎ?ｃｅｎｔｒａｌ?ｐｌａｎｅ??３．２瞬態(tài)渦量??圖４為噴流瞬態(tài)場(chǎng)渦量圖．可以觀察到豐富的??脈動(dòng)信息。渦童模較大的部分都靠近噴口區(qū)域，徑??向位置在ｒ／ｉ？ｓ＝０．１７５和０．３７５附近，在這兩處分別??是內(nèi)涵道與外涵道流體、外涵道流體與環(huán)境靜止空??氣劇烈摻混形成的渦結(jié)構(gòu)，較高的速度梯度使這些??結(jié)構(gòu)的渦量較大，故ｒ＝０．１７５Ｄｓ和７＂＝０．３７５１＾分別??在噴流流場(chǎng)的內(nèi)外剪切層中。圖５為噴流出口?１Ｌ＞Ｓ??內(nèi)周向禍結(jié)構(gòu)分布，可以看出在內(nèi)剪切層的上下區(qū)??域同時(shí)存在旋轉(zhuǎn)方向相反的渦結(jié)構(gòu)，這種成對(duì)出現(xiàn)??的反向渦類似Ｂｏｇｅｙ提到的渦街現(xiàn)象＠。為了探究??這種單涵道噴流沒(méi)有的現(xiàn)象，對(duì)速度脈動(dòng)進(jìn)行頻譜??分析。??－２卜??０?５?１０?１５??ｘ／Ｄｓ??圖４噴流軸向瞬態(tài)渦董圖??Ｆｉｇ．?４?Ｉｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓ?ｖｏｒｔｉｃｉｔｙ?ｍａｇｎｉｔｕｄｅ?ｉｎ?２?＝?０?ｐｌａｎｅ??

流的渦聲源項(xiàng)，故僅限對(duì)ＡＰＥ方程的源項(xiàng)??進(jìn)行分析，暫不求解聲傳播式（５）、（６）。??２計(jì)算模型及網(wǎng)格??２．１物理模型及網(wǎng)格劃分??本文的雙涵道噴管算例來(lái)自文獻(xiàn)［６］，外涵道出??口直徑￡＞ｓ?＝?１８?ｍｍ，內(nèi)涵道出口直徑Ｄｐ?＝?９?ｍｍ，??中心有尾錐。基于內(nèi)外涵道噴口速度ｗｐ和ｕｓ的馬??赫數(shù)Ｍａ分為０．７和０．６３，雷諾數(shù)Ｊ？ｅｐ?＝?ｐｕｐＤｐ／ｐ?＝??１．５?ｘ?１０５?和丑ｅｓ?＝?ｐｕＳＪＤｓ／Ｍ?＝?２．５?ｘ?１０５。噴管形狀??及總體計(jì)算流域尺寸見(jiàn)圖１，計(jì)算域軸向總長(zhǎng)度為??（ａ）三維模型圖??其中，總』？為Ｆａｖｒｅ過(guò)濾后的應(yīng)變速率張量。??１．２?ＡＰＥ方程??聲擾動(dòng)方程（ＡＰＥ）是描述聲傳播的方程。忽略??了非線性熵波動(dòng)項(xiàng)的聲擾動(dòng)方程可由線性歐拉方程??推導(dǎo)得出［１Ｑ１：??￣?＋?ａ２Ｖ?？?＾ｐｕ＇?＋?＝?ａ２ｑｃ?（５）??＋?Ｖ（ｉｘ?？?＋?Ｖ?（＾ｊ?＝?ｑｍ?（６）???６〇Ｄｓ???（ｂ）計(jì)算域與整體網(wǎng)格劃分??圖１模型圖與計(jì)算域示意圖??Ｆｉｇ．?１?Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ?ｄｏｍａｉｎ?ａｎｄ?ｍｅｃｈ??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]熱噴射流動(dòng)大渦模擬及網(wǎng)格敏感性評(píng)估[J]. 許聰,劉琪麟,賴煥新.  工程熱物理學(xué)報(bào). 2019(07)



本文編號(hào)：3031061