Давление в турбулентном потоке газа после взаимодействия с ударной волной. Роль акустических возмущений
жүктеу/скачать 16.66 Kb.
|
| ДАВЛЕНИЕ В ТУРБУЛЕНТНОМ ПОТОКЕ ГАЗА ПОСЛЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ С УДАРНОЙ ВОЛНОЙ. РОЛЬ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЗМУЩЕНИЙ
О.И. Докукина, Е.Н. Терентьев, Л.С. Штеменко, Ф.В. Шугаев Физический факультет МГУ им. Ломоносова, Москва Изучалось взаимодействие плоской ударной волны с турбулентным потоком воздуха. Эксперименты выполнены в однодиафрагменной ударной трубе прямоугольного сечения 40х60 мм  . Турбулизация потока осуществлялась с помощью сетки. За сеткой образовывались вихревые кольца. Ударная волна отражалась от перфорированной стенки в конце рабочей секции и взаимодействовала с турбулентным потоком. Число Маха падающей волны равнялось  , число Маха отражённой волны  . Давление за ударной волной и его пульсации измерялись пьезодатчиком диаметром 2.5 мм, вмонтированным заподлицо со стенкой ударной трубы на расстоянии трёх калибров от перфорированной стенки. Измерялась средняя скорость падающей и отражённой ударных волн на разных базах. Для этой цели использовался гелий-неоновый лазер. Луч лазера диаметром в 1 мм пересекал рабочую секцию и падал на секционированный фотодиод, сигнал с которого поступал на цифровой осциллограф. В турбулентном потоке наблюдались пульсации давления и акустические возмущения. Амплитуда пульсаций давления составляла 1-1.5% от величины среднего давления за падающей волной. Измерения амплитуды акустических возмущений за отражённой ударной волной в турбулентном потоке и в потоке при отсутствии турбулентности показали следующее. В первом случае амплитуда возмущений примерно на 10-15% больше соответствующей величины во втором случае при условии, что давление за падающей волной превышает 25 кПа. При меньших давлениях упомянутые амплитуды практически совпадают. Данный факт согласуется с поведением среднего давления за отражённой волной в турбулентном потоке воздуха.
Акустические возмущения в турбулентном потоке возникают за счёт взаимодействия вихревых колец и других вихревых структур. За отражённой ударной волной эти возмущения усиливаются, происходит их резонансное рассеяние на вихревых кольцах. При этом последние становятся неустойчивыми и генерируют новые возмущения. Газ за счёт этого нагревается, что приводит к повышению давления. При малых давлениях нагрев газа незначителен. Таким образом, выявлена роль акустических возмущений в турбулентном потоке. жүктеу/скачать 16.66 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|