圆射流多级表面波的非线性稳定性研究

发布时间：2025-01-10 23:10

　　本文建立了非粘性圆射流喷射进入不可压缩轴向气流中碎裂过程的非线性物理模型。推导得到非线性量纲一化的连续性控制方程、运动学和动力学边界条件,进而推导出了二级波正对称波形（圆射流多为正对称波形）显式复数型圆频率和表面波振幅解表达式。绘制出了一级、二级波的波形图,以及一级、二级波的波形和波峰叠加波形图。结果表明:（1）由于双曲余弦函数cosh的纵坐标对称性,表面波增长率的正负对数值计算结果没有影响。（2）在输入参数相同和液体粘度不高的条件下,非线性的显式增长项参数-支配表面波增长率（?）_i1-dom、波动项参数-支配（?）_{r 1-dom}、支配波数k_1-dom的数值计算结果依据Gaster变换后与线性的隐式时间模式（Temporal）色散准则关系式要经过Muller方法数值求解的计算结果几乎完全相同,可以替代,使计算过程大为简化。（3）二级波的振幅较小,并随着时刻t的延长而增大。（4）一级波就会导致圆射流碎裂,由于二级波振幅与一级波的相比太小,叠加后对碎裂时间和碎裂长度几乎没有影响。因此,一级波将主导圆射流的碎裂,而二级波只是对圆...

【文章页数】：115 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1三级表面波的波形叠加

波划分为三个不稳定区。每一级的初始扰动振幅各不相同；图1.2所示为三级表的另一种叠加方式的示意图，之所以提出这种叠加方式是基于对实际喷雾图像的结果[26]。二级表面波附着在一级表面波的波峰连接线之上，而三级表面波又附二级表面波的波峰连接线之上，简称波峰叠加。

图1.2三级表面波的波峰叠加在圆射流多级表面波非线性稳定性理论研究中，一级、二级和三级表面波振幅的

波划分为三个不稳定区。每一级的初始扰动振幅各不相同；图1.2所示为三级表的另一种叠加方式的示意图，之所以提出这种叠加方式是基于对实际喷雾图像的结果[26]。二级表面波附着在一级表面波的波峰连接线之上，而三级表面波又附二级表面波的波峰连接线之上，简称波峰叠加。

图2.1圆柱液体表面波液流被看作是牛顿流体，并且质量力忽略不计，这是由于对于实际的喷雾应用来

示为圆射流表面波的示意图。考虑一个三维柱坐标圆柱液体，，沿射流半径方向为r轴。未经扰动的初始半径为a，密度为l，以压力lP，速度lU，喷射进入密度为g，背压为gP，速度

图3.1圆射流的瑞利波

即z向的是瑞利波（图3.1），沿射流旋转方向的是泰仅研究瑞利波。在这种情况下，沿向是一个半径为（a）所示。其中：圆面a+为波峰面，圆面a为沿射流旋转方向的是一个波峰为a+、波谷为a。本文仅研究瑞利波。

本文编号：4025570