水下超声速气体射流线性稳定性研究

• 作者: 黄楠 陈志华 王争论
• 来源期刊: 推进技术
• 关键词: 水下射流 超声速气体射流 线性稳定性 Chebyshev配置点法 气液两相流
• 年，卷（期）: 2021,（3）
• 所属期刊栏目: 气动热力学|Aero-thermodynamics
• 页码范围: 550-559
• 页数: 10页
• 分类号: O358
• 语种: 中文
• DOI: 10.13675/j.cnki.tjjs.190747

摘要

水下超声速气体射流稳定性是水下推进、水下焊接技术研究的焦点领域.通过建立线化小扰动气液混合流体控制方程,开展水下超声速气体射流线性稳定性研究.控制方程的形式表明,射流基本流分布(速度与浓度分布)、雷诺数、相对密度、相对粘度能够影响水下超声速气体射流稳定性.使用Chebyshev配置点法对控制方程进行求解.计算结果表明,射流基本流分布以及相对密度是影响射流稳定性的主要因素.射流基本流分布越平缓,射流最大扰动增长率越小;相对密度越小,即气液密度差越小,射流最大扰动增长率越小.随雷诺数增大,射流最大扰动增长率先减小后增大,当雷诺数>105时,射流最大扰动增长率趋于常数.对不同相对粘度,射流扰动增长率-特征波数曲线高度重合.同时分析了射流不同截面的稳定性特征,计算结果表明,随射流截面与喷管出口距离的增加,最大扰动增长率减小.