CAJ | 학술논문

为求解亚音速矩形湍流射流的速度场结构,采用复变函数中的保角变换法将圆形喷口平面转化为矩形喷口平面;进而将已有的关于轴对称喷口射流流场的相关理论拓展到矩形喷口射流研究中,避免了在数值模拟中引入辅助方程、离散化、设置边界条件来求解三维N-S方程.通过该方法得到了矩形喷口宽高比AR分别为2、4、8时对射流结构的定量影响;求出了喷口尺寸为1 ×5mm2、喷口马赫数Ma=0.3时,喷口对称中心的宽、窄对称面内的速度云图.结果表明:宽高比AR越大,射流核心段长度越长,轴向衰减越慢;喷口面积为10cm2、20cm2时,加大宽高比可以缩短核心段长度且可加快轴向速度衰减,在射流宽、窄对称面都存在射流核心区与衰减区.首次提出速度分布的“马鞍面”主要集中在射流核心段内.通过与现有实验研究结果对比发现:核心段长度误差最小达到30％;轴向速度分布与实验结果吻合度也很高,误差在5％以内.因此,本文理论研究的正确性得到验证.本文所得结论可为进一步研究亚音速矩形射流结构与矩形喷口参数优化设计提供参考.
위구해아음속구형단류사류적속도장결구,채용복변함수중적보각변환법장원형분구평면전화위구형분구평면;진이장이유적관우축대칭분구사류류장적상관이론탁전도구형분구사류연구중,피면료재수치모의중인입보조방정、리산화、설치변계조건래구해삼유N-S방정.통과해방법득도료구형분구관고비AR분별위2、4、8시대사류결구적정량영향;구출료분구척촌위1 ×5mm2、분구마혁수Ma=0.3시,분구대칭중심적관、착대칭면내적속도운도.결과표명:관고비AR월대,사류핵심단장도월장,축향쇠감월만;분구면적위10cm2、20cm2시,가대관고비가이축단핵심단장도차가가쾌축향속도쇠감,재사류관、착대칭면도존재사류핵심구여쇠감구.수차제출속도분포적“마안면”주요집중재사류핵심단내.통과여현유실험연구결과대비발현:핵심단장도오차최소체도30％;축향속도분포여실험결과문합도야흔고,오차재5％이내.인차,본문이론연구적정학성득도험증.본문소득결론가위진일보연구아음속구형사류결구여구형분구삼수우화설계제공삼고.