近二维水下高速气体射流动态不稳定性的实验研究

摘要

本文主要研究了近二维水下高速气体射流在不同射流形态下的胀鼓和回击频率。高速摄影仪实时记录了水下超声速体射流喷射的状态，清晰地演示了射流气体在上中游流域的演化过程。并分析了水下高速气体射流的动态不稳定性形貌及胀鼓和回击随机频率。实验和分析认为：(1)水下气体射流在出口亚音速情况下呈现泡流状态，在出口超音速情况下呈现射流状态，且均存在不稳定性现象。（2）局部动态不稳定性受诸多因素的情况下，亚声音射流主要受Rayleigh-Taylor不稳定性影响，而超音速射流主要是Ryleigh-Taylor不稳定性与Richtmyer-Meshkov不稳定性共同作用的结果。(3)回击总是伴随着多次的膨胀，这种膨胀次数越多、幅度越大。(4)统计得超音速工况时平均的回击频率为8.63Hz，胀鼓的频率要比回击的频率要高出7～10倍。