ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Нормальное и косое натекание околозвуковой струи на экран из "Акустическое управление турбулентными струями " Акустическая обратная связь, обнаруженная в свободных струях, (см. гл.1), здесь существенно усиливается. Установлены две ветви петли обратной связи - конвектируемые вниз по потоку когерентные структуры и распространяющиеся вверх по потоку волны давления, генерируемые соударениями крупномасштабных когерентных структур с экраном. Эти волны с частотой, соответствующей частоте крупномасштабных когерентных структур, возбуждают слой смешения вблизи сопла, что приводит к резкому усилению крупномасштабных когерентных структур. Харакгерный период автоколебаний определяется скоростью конвекции когерентных структур U , скоростью распространения вверх по потоку волн давления (скоростью звука), а также расстоянием между соплом и экраном. [c.144] Наличие порогового уровня звукового давления, по достижении которого происходит сильное возбуждение струи, указывает на некоторую аналогию данной задачи со случаем периодического возбуждения струи от внешнего источника (см. гл. 2). [c.144] Измерения пульсаций давления вблизи кромки сопла и на некотором удалении от нее вне струи при резонансном (Мо = 0,9) и нерезонансном (Мо = 0,5) режимах для xo/(i = 4,5 показали [5.10], что и на нерезонансном режиме наблюдается модуляция высокочастотных пульсаций давления в слое смешения вблизи сопла, однако, уровень низкочастотных пульсаций в этом случае недостаточен для возбуждения резонанса. [c.144] При сравнительно малых расстояниях сопла от экрана увеличение вдоль по потоку масштаба вихрей в слое смешения и соответствующее уменьшение (примерно на порядок) их частоты не могут происходить за счет попарного слияния вихрей, как в случае свободной струи. При этом реализуется так называемое коллективное взаимодействие вихрей, когда вместо попарного слияния происходит множественное слияние вихрей [5.10]. После коллективного взаимодействия характерная частота следования крупномасштабных структур в радиальной пристеночной струе остается неизменной. Это подтверждается, в частности, измерением спектров пульсаций поверхностного трения на экране [5.3]. [c.145] О вырождении этих структур с ростом r/d свидетельствует исчезновение дискретной составляющей на спектрах и и. На спектрах дискретные составляющие остаются при всех r/d, так как заделанные заподлицо с экраном микрофоны измеряют пульсации давления в дальнем поле струи. Важно отметить, что дискретные выбросы на спектрах ил соответствуют примерно одинаковым числам Струхаля St = 0,35. Это означает, что на участке радиальной пристеночной струи образовавшиеся выше по потоку когерентные структуры при своем движении вдоль радиуса не взаимодействуют друг с другом, т.е. не происходит их попарных слияний, сопровождающихся двукратным уменьшением частоты. [c.146] На рис. 5.6,а и б приведены распределения вдоль радиуса среднего давления р° = р -Ра)/Яо и среднего коэффициента поверхностного трения т° = T /qo, а также среднеквадратичных значений их пульсаций = ((Рш)) /9оИ г = ( г )) /2/ оприхо/ = 4 на резонансном (Мо = = 0,95) и нерезонансном (Мо = 0,29) режимах. Исключение составляет распределение среднего давления, которое практически не отличается на этих двух режимах. [c.146] Другой способ ослабления акустической обратной связи и подавления автоколебаний состоит в разрушении когерентных структур струи в месте их соударения с экраном. Это достигается путем оребрения поверхности экрана, т.е. установкой сравнительно невысоких Ah/d = 0,1 -0,2) перегородок, образующих квадратную решетку с шагом Az/d = 0,5. На рис. 5.7,6 приведены соответствующие спектры пульсаций давления в дальнем поле струи, натекающей на гладкий экран и оребренную поверхность при Мо = 0,95 и xo/d = 4. Здесь уз = 90°, сплошная кривая соответствует резонансному режиму при гладком экране, штриховая - исключению резонанса при оребрении поверхности экрана. При таком способе подавления автоколебаний, в отличие от предьщущего (см.рис. 5.7,а), исключение дискретных составляющих в спектре шума сопровождается некоторым увеличением широкополосного шума. [c.150] Существенное ослабление интенсивности автоколебаний при натекании околозвуковых горячих струй на экран может быть достигнуто также при замене сплошного экрана проницаемым, решетчатым или сетчатым с организацией в необходимых случаях поперечного отвода прошедшего через экран газа. [c.150] Вернуться к основной статье