ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Методы управления турбулентными струями из "Акустическое управление турбулентными струями " Выше упоминалась важная роль когерентных структур в крупномасштабном переносе импульса, тепла и массы, а также в генерации аэродинамического шума в турбулентных дозвуковых струях. Изучение образования, взаимодействия и распада этих структур позволило существенно углубить существующие представления о механизме турбулентного смешения и образования шума в струях. Зависимость когерентных структур от начальных условий истечения и их чувствительность к различного рода периодическим возмущениям открывает широкие возможности для эффективного управления аэродинамическими, тепловыми и акустическими характеристиками начального участка турбулентных струй, т.е. направленного изменения этих характеристик. [c.40] Известные методы управления турбулентностью в струйных течениях путем воздействия на их когерентные структуры подразделяются на две отчетливые категории 1) пассивное управление, не требующее подвода внешней энергии, и 2) активное управление, требующее дополнительной энергии. [c.40] Пассивное управление осуществляется за счет изменения начальных условий истечения (режим течения в пограничном слое на срезе сопла, изменение параметров этого слоя, начальная турбулентность потока, начальный масштаб турбулентности) или же изменения геометрии устройства, формирующего струю (форма сопла или диафрагмы с острыми кромками, сопла сложной геометрии прямоугольные, треугольные, эллиптические, кольцевые, многотрубчатые, лепестковые, сопла круглого сечения с генераторами продольных вихрей в их выходном сечении). Пассивное управление позволяет не только изменять топологию крупномасштабных когерентных структур, но при их ослаблении усиливать относительную роль мелкомасштабной турбулентности. Как правило, при пассивном управлении достигается интенсификация смешения, хотя при некоторых слабых воздействиях, приводящих к ослаблению когерентных структур в струе удается получить и противоположный эффект - ослабление перемешивания. [c.40] При соответствующем выборе частоты слабых акустических возмущений можно либо усилить попарное слияние вихрей в начальном участке струи, либо ослабить спаривание или вызвать раннее разрушение когерентных структур, что в конечном счете позволяет генерировать или ослаблять турбулентность, увеличивать или уменьшать шум струи. [c.41] Промежуточное положение между пассивным и акустическим управлением турбулентными струями занимают соответствующие изменения геометрии струйного течения, которые обусловливают возникновение самовозбуждения струи (например, самовозбуждение околозвуковой струи при ее натекании на экран, при организации слабого внезапного расширения за соплом, при возбуждении струи за счет воздействия резонансных свойств ресивера, при помещении резонатора вблизи выходного сечения сопла и др.). Во всех этих случаях механизмы воздействия на струи обусловлены образованием акустических колебаний, наличием акустической обратной связи. [c.42] Механизм турбулентного смешения и генерации аэродинамического шума в сверхзвуковых неизобарических струях существенно отличаются от соответствующих механизмов дозвуковых турбулентных струй. Они рассматриваются в одной из глав книги. Здесь важно отметить, что акустические методы управления могут оказаться эффективными и для сверхзвуковых струй. И здесь исследованы случаи аетивного и пассивного управления. В последнем случае наиболее эффективно управление с помощью экрана, который облучает струю отраженными от ее газодинамического участка звуковыми волнами. [c.42] Вернуться к основной статье