李經(jīng)警，張 勃，張納如，吉洪湖，葉留增，許 羚

（1.南京航空航天大學(xué)能源與動(dòng)力學(xué)院，南京210016；2.中國(guó)航發(fā)沈陽(yáng)發(fā)動(dòng)機(jī)研究所，沈陽(yáng)110015）

0 引言

湍流是流體力學(xué)研究中的1個(gè)世界性難題，而圓湍射流作為組成旋轉(zhuǎn)射流、沖擊射流及燃燒室流動(dòng)等復(fù)雜流動(dòng)的基本流動(dòng)形式，已廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)灌溉、燃油霧化、發(fā)動(dòng)機(jī)氣膜冷卻等多種領(lǐng)域。

就航空發(fā)動(dòng)機(jī)而言，其尾噴流是飛機(jī)尾向3～5 um波段上的主要紅外輻射源之一，強(qiáng)化尾噴流摻混，減小其核心區(qū)溫度是降低相應(yīng)波段紅外輻射特性的有效手段[1]。而圓轉(zhuǎn)矩2元噴管因其紅外抑制等方面的優(yōu)良效果，在多款先進(jìn)戰(zhàn)機(jī)如F-117、F-22上得到應(yīng)用，數(shù)值模擬與試驗(yàn)結(jié)果也發(fā)現(xiàn)，采用2元噴管后其摻混效果[2]和紅外抑制特性相比軸對(duì)稱噴管顯著增強(qiáng)[3]。因而從機(jī)理上弄清圓轉(zhuǎn)矩噴管與軸對(duì)稱噴管尾噴流的發(fā)展過(guò)程，及摻混過(guò)程的影響因素就極為必要。不僅可以為異形噴管的強(qiáng)化摻混機(jī)理提供依據(jù)，也能為噴管修型提供設(shè)計(jì)思路。國(guó)內(nèi)外針對(duì)異形噴管尾噴流強(qiáng)化摻混的機(jī)理研究已有一定進(jìn)展，但對(duì)于其作用機(jī)制仍不夠明朗[4-5]。在試驗(yàn)方面，利用PIV等測(cè)量手段可以得到射流中湍流運(yùn)動(dòng)的流動(dòng)特性和卷吸過(guò)程大尺度渦結(jié)構(gòu)的變化情況[6-7]。但由于湍流運(yùn)動(dòng)中渦旋數(shù)量巨大且發(fā)展迅猛，受到測(cè)量設(shè)備的限制，試驗(yàn)往往不能獲得研究者所關(guān)心的全部細(xì)節(jié)；通過(guò)數(shù)值模擬可以對(duì)卷吸過(guò)程中擬序結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生、發(fā)展進(jìn)行細(xì)致研究，如尾跡渦、剪切渦、發(fā)卡渦、腎形渦對(duì)等[8-9]，能夠更好地從機(jī)理上了解卷吸過(guò)程，揭示噴管形式對(duì)渦結(jié)構(gòu)演變的影響機(jī)理。而數(shù)值模擬與試驗(yàn)對(duì)比研究結(jié)果表明：與其他計(jì)算模型相比，在近場(chǎng)區(qū)應(yīng)用大渦模擬可以得到更準(zhǔn)確的結(jié)果[10-11]，且計(jì)算成本適中。

本文主要采用數(shù)值計(jì)算的方法，對(duì)軸對(duì)稱噴管以及圓轉(zhuǎn)矩形噴管的流動(dòng)特性進(jìn)行模擬。研究采用可壓縮流大渦模擬（LES）控制方程動(dòng)態(tài)亞格子模型進(jìn)行，對(duì)噴管尾噴流核心區(qū)長(zhǎng)度與卷吸摻混面積變化，渦量和雷諾剪切應(yīng)力分布，以及射流場(chǎng)擬序結(jié)構(gòu)發(fā)展變化等方面進(jìn)行比較分析。

1 物理模型與算法

1.1 物理模型

研究模型為：軸對(duì)稱收斂噴管（Model-A）和圓轉(zhuǎn)矩形收斂噴管（Model-B），尺寸分別如圖1、2所示。噴管進(jìn)口直徑Dn均為10 mm，長(zhǎng)度均為15 mm。

圖1 軸對(duì)稱噴管Model-A物理模型

圖2 圓轉(zhuǎn)矩噴管Model-B物理模型

Model-A：出口直徑D=8 mm，平直段長(zhǎng)度為8 mm，收斂段長(zhǎng)度為0.7 mm；

Model-B：當(dāng)量直徑定義為：D=4 A/C，同樣為8 mm，寬高比 W/H=2。

1.2 模擬算法

數(shù)值模擬采用LES方程的動(dòng)態(tài)Smagorinsky模型，非穩(wěn)態(tài)條件。

首先通過(guò)濾波將瞬時(shí)變量φ（x,t）劃分為大尺度量x,t）和小尺度量φ'（x,t）x,t）通過(guò)以下加權(quán)積分得到

式中：G（x-x',Δ）為濾波函數(shù)；Ω 為計(jì)算區(qū)域；Δ 為濾波的寬度，與網(wǎng)格分辨率有關(guān)。

而將式（1）表示的濾波函數(shù)處理瞬時(shí)狀態(tài)下不可壓縮流N-S方程時(shí)，有

連續(xù)性方程

動(dòng)量方程

能量方程

式中：上標(biāo)“－”表示空間過(guò)濾，“～”表示Favre過(guò)濾，上標(biāo)“SGS”代表亞格子（未封閉項(xiàng)）；ρ、ui和p分別為密度、速度和壓力；τij為黏性通量項(xiàng)；DijSGS為亞格子黏性應(yīng)力項(xiàng)；E為總能；qi為熱通量項(xiàng)；JiSGS為亞格子湍流擴(kuò)散項(xiàng)；QiSGS為亞格子黏性擴(kuò)散項(xiàng)；QiSGS亞格子熱通量項(xiàng)；HiSGS為亞格子能量通量項(xiàng)；τijSGS為亞格子應(yīng)力項(xiàng)，模型的思想沿襲了RANS中的渦黏性模型，其表達(dá)式為

式中：μSGS為渦黏系數(shù)，可以從亞格子模型中求出。

在該模型中

因此

式中；Cs為Smagorinsky常數(shù)，取決于流體中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和性質(zhì)。

式（6）即為考慮小渦影響后得到的應(yīng)力項(xiàng)（亞格子應(yīng)力）。

1.3 計(jì)算域與邊界條件

以Model-B為例對(duì)其計(jì)算域（如圖3所示）進(jìn)行說(shuō)明。其直徑為160 mm，長(zhǎng)度為300 mm；噴管出口在y-z平面，流動(dòng)方向?yàn)閤軸正向，寬邊側(cè)為y向，窄邊側(cè)為z向。

圖3 噴管計(jì)算域

具體邊界條件為：噴管進(jìn)、出口為壓力進(jìn)、出口條件，壓比NPR=1.52，進(jìn)口總溫T*=600 K；出口溫度為310 K；噴管壁面為絕熱條件，同時(shí)不考慮輻射傳熱；最終噴管模型出口流速為 Ma=0.8，高雷諾數(shù)（Re=2×105）。

時(shí)間步長(zhǎng)

式中：Δxmin為流向網(wǎng)格最小分辨率；Ujmax為噴管出口最大流速；本文取Δt=2.5e-6s，計(jì)算總時(shí)間t=0.02 s，流場(chǎng)分析取最終時(shí)刻t=0.02 s的流場(chǎng)進(jìn)行。

1.4 網(wǎng)格劃分

為更好捕捉射流與尾噴流相互作用區(qū)域的流動(dòng)細(xì)節(jié)，在噴管壁面附近和射流中心區(qū)進(jìn)行網(wǎng)格加密（間距沿x,z正方向逐漸變大），圓轉(zhuǎn)矩模型網(wǎng)格分布如圖4所示。

經(jīng)網(wǎng)格無(wú)關(guān)性檢驗(yàn)和考慮模擬精確程度，最終Model-A、B所取節(jié)點(diǎn)數(shù)均在530萬(wàn)左右。

2 計(jì)算結(jié)果分析

2.1 模型溫度分布

模型軸向截面溫度分布如圖5所示。圖中黑色實(shí)線表示核心區(qū)長(zhǎng)度 L（Model-A，L=69.2 mm；Model-B，L=48.5 mm,和文獻(xiàn) [12-13]試驗(yàn)結(jié)果符合較好）；以Model-A為基準(zhǔn)L0，核心區(qū)長(zhǎng)度變化率C=|（L0-L）/L0|，從圖中可見(jiàn)，Model-B射流核心區(qū)長(zhǎng)度縮短了29.9%；Model-A射流的溫度分布形狀與Model-B窄邊側(cè)相似,呈尖錐形,溫度峰值出現(xiàn)在中心線上；而Model-B寬邊側(cè)的溫度分布則呈現(xiàn)多峰狀態(tài),在中心線的兩側(cè)出現(xiàn)多個(gè)波動(dòng)的峰值,這是由于環(huán)境流體卷入后核心區(qū)流體擾動(dòng)增強(qiáng)導(dǎo)致的，使得與環(huán)境冷氣流摻混區(qū)域增大。

圖4 計(jì)算模型B網(wǎng)格

圖5 軸向平均溫度分布

2.2 模型速度分布

模型射流中心線上無(wú)量綱速度（U/Uj）分布如圖6所示。從圖中可見(jiàn)，在噴管內(nèi)部，2個(gè)模型速度逐漸增加；在噴管出口初始段存在1段速度不變的區(qū)域（核心區(qū)）；但隨著射流與環(huán)境之間能量、動(dòng)量交換增強(qiáng)，射流動(dòng)能降低，速度逐漸減小。圓轉(zhuǎn)矩模型Model-B核心區(qū)長(zhǎng)度縮短，速度衰減加快；在完全發(fā)展段（X/Dn＞10），軸對(duì)稱模型Model-A與圓轉(zhuǎn)矩模型Model-B射流速度分布已基本一致。

圖6 射流中心線上無(wú)量綱平均速度分布

模型在不同截面上速度沿徑向變化如圖7所示。在圖7（a）中將Model-A與Model-B對(duì)應(yīng)截面上的窄邊數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，在X/Dn=2截面上,核心區(qū)的速度基本不變，受環(huán)境氣流影響較小，而射流擴(kuò)散受到出口截面的影響，Model-B窄邊側(cè)核心區(qū)寬度相比模型A較小；在X/Dn=5截面上，射流脫離了核心區(qū)，速度峰值出現(xiàn)在中心軸線處，沿徑向逐漸減小，Model-B速度略低于Model-A的，這是由于其摻混較強(qiáng)導(dǎo)致的；在下游較遠(yuǎn)處的X/Dn=10截面上，噴管出口形狀的影響逐漸減弱，Model-A與Model-B的速度分布基本相同，二者達(dá)到自模狀態(tài)。

在圖7（b）中比較了Model-B寬邊側(cè)與Model-A的速度。從圖中可見(jiàn)，Model-B心區(qū)寬度（X/Dn=2截面）大于Model-A的，且在X/Dn=5上，其速度出現(xiàn)雙峰現(xiàn)象，這與圖5（c）的溫度脈動(dòng)特征吻合。進(jìn)一步表明CVP結(jié)構(gòu)的內(nèi)旋,導(dǎo)致速度脈動(dòng)加強(qiáng)，但隨著射流不斷向前卷吸發(fā)展，速度脈動(dòng)減弱，Model-B雙峰現(xiàn)象逐漸消失，在下游遠(yuǎn)場(chǎng)（X/Dn=10），Model-A與Model-B的2種模型的徑向速度分布也逐漸一致。

圖7 徑向截面中心線無(wú)量綱平均速度

2.3 模型摻混特性

采用大渦模型對(duì)射流摻混進(jìn)行模擬，能夠描繪出其射流擬序結(jié)構(gòu)隨時(shí)間和空間的變化，有利于深入理解射流摻混過(guò)程。

在渦核分析過(guò)程中采用目前應(yīng)用較廣Q準(zhǔn)則來(lái)識(shí)別旋渦結(jié)構(gòu)[14]

式中：Ω為渦量幅值，表示旋轉(zhuǎn)；S為應(yīng)變率幅值，表示變形；Q為轉(zhuǎn)動(dòng)速率超過(guò)應(yīng)變率的程度。

根據(jù)Q準(zhǔn)則顯示出的尾噴流瞬時(shí)擬序結(jié)構(gòu)如圖8所示，顏色由速度場(chǎng)著色得到。從圖中可見(jiàn)，在流場(chǎng)中渦旋結(jié)構(gòu)主要由渦環(huán)、渦辮、發(fā)卡渦、螺旋渦組成。Model-A、B射流場(chǎng)渦核發(fā)展過(guò)程大致相同。等比放大模型（其保證Re相同）的尾噴流瞬時(shí)紅外熱成像如圖9所示。將圖8在不同時(shí)刻射流與環(huán)境卷吸過(guò)程中擬序結(jié)構(gòu)的變化，與圖9中尾噴流的紅外熱像圖進(jìn)行對(duì)比，保證了模擬的可靠性。

圖8 不同時(shí)刻渦結(jié)構(gòu)Q等值面（采用速度場(chǎng)著色）

以Model-A為例，從圖中可見(jiàn)，當(dāng)射流從噴管出口流出，與環(huán)境氣流摻混作用較弱，由于射流剪切層比較穩(wěn)定，誘導(dǎo)出的渦結(jié)構(gòu)較小，存在1段光滑區(qū)。在射流向前發(fā)展的過(guò)程中，氣流向內(nèi)螺旋匯聚，破壞速度剪切層，形成渦環(huán)結(jié)構(gòu)；其在剪切作用下會(huì)逐漸拉伸，而后脫落（脫落頻率受剪切層脈動(dòng)影響），隨后向內(nèi)卷吸的氣流在射流剪切作用下，又形成新的渦環(huán)。

同時(shí)可見(jiàn)，受到渦環(huán)外側(cè)反向速度的拉伸，使連接2個(gè)渦環(huán)之間的渦管結(jié)構(gòu)生長(zhǎng)，這部分結(jié)構(gòu)稱為渦辮。該結(jié)構(gòu)是在流動(dòng)向下游發(fā)展的過(guò)程中,由于渦環(huán)之間的非線性不穩(wěn)定作用增強(qiáng)，射流脈動(dòng)較強(qiáng)的條件下逐漸形成的。

隨著流動(dòng)進(jìn)一步發(fā)展，射流柱在剪切作用下脈動(dòng)特征加強(qiáng)，渦環(huán)之間的距離縮小，渦環(huán)與渦辮之間相互作用增強(qiáng)，最終形成尺度較大的發(fā)卡渦，使射流柱表面呈魚鱗狀；隨著射流繼續(xù)向下游發(fā)展，射流脈動(dòng)減弱，大尺度發(fā)卡渦被耗散成更多小尺度的螺旋渦結(jié)構(gòu)。

圖8中Model-A、B均具有典型的渦環(huán)、渦辮、發(fā)卡渦、螺旋渦結(jié)構(gòu)，以及射流柱初始的光滑段和過(guò)渡段的魚鱗狀表面[15-16]。

而比較圖8在t=0.02 s時(shí)刻的擬序結(jié)構(gòu)與圖9的試驗(yàn)結(jié)果可知：當(dāng)Re相同時(shí)，在類比試驗(yàn)中也可見(jiàn)射流近場(chǎng)摻混較弱，射流柱較光滑，以及邊界層在卷吸過(guò)程中形成的剪切渦；同時(shí)在向下游發(fā)展的過(guò)程中較大尺度的渦旋逐漸耗散，射流柱逐漸失穩(wěn)，渦旋結(jié)構(gòu)增多，呈現(xiàn)出魚鱗段表面；而圓轉(zhuǎn)矩模型核心區(qū)長(zhǎng)度較軸對(duì)稱模型短，近場(chǎng)渦旋耗散得更多，射流柱脈動(dòng)得更劇烈。

進(jìn)一步比較各時(shí)刻的擬序結(jié)構(gòu)可知2種噴管射流與環(huán)境氣流卷吸摻混特征之間的區(qū)別。

比較圖8中的t=0.0006 s時(shí)刻，軸對(duì)稱模型Model-A和圓轉(zhuǎn)矩模型Model-B擬序結(jié)構(gòu)可見(jiàn)：在初始時(shí)刻，軸對(duì)稱射流向外卷吸范圍比較小，渦結(jié)構(gòu)較少，但圓轉(zhuǎn)矩模型在出口邊角存在渦管，誘導(dǎo)出的渦環(huán)也離噴管出口的距離更近（圖中I線），同時(shí)發(fā)卡渦形成得也更早（圖中II線）；這是由于圓轉(zhuǎn)矩模型射流受噴管出口截面的影響，邊界層減薄，出口拐角處誘導(dǎo)出較強(qiáng)的二次渦流。

在圖8中Model-A在t=0.0022 s時(shí)刻的渦核結(jié)構(gòu)可見(jiàn)在渦環(huán)形成—脫落—形成的過(guò)程中，渦辮會(huì)斷裂，且隨著射流發(fā)展渦環(huán)之間的距離逐漸減??；同時(shí)Model-B在同樣時(shí)刻可以觀察到：在圓轉(zhuǎn)矩模型核心區(qū)寬邊側(cè)誘導(dǎo)出的渦尺度更大，渦辮區(qū)螺旋渦交搭形成發(fā)卡渦更早。

比較圖8在t=0.005 s時(shí)刻的擬序結(jié)構(gòu)，可見(jiàn)在射流的初始段和過(guò)渡段分別呈現(xiàn)出比較明顯的光滑段表面和魚鱗狀表面；圓轉(zhuǎn)矩模型在射流核心區(qū)內(nèi)發(fā)卡渦的尺度更大，說(shuō)明Model-B射流柱表面波尺度更大，速度剪切層脈動(dòng)得更劇烈；Model-B發(fā)卡渦密集區(qū)也離出口更近，相互之間匯聚、交搭的頻率更高，誘導(dǎo)出的發(fā)卡渦更多；以上幾個(gè)時(shí)刻的比較說(shuō)明Model-B近場(chǎng)渦結(jié)構(gòu)更豐富。

而同樣比較圖8在t=0.02 s的擬序結(jié)構(gòu)，可見(jiàn)在完全發(fā)展段2種模型的渦核發(fā)展情況基本一致，均以螺旋渦結(jié)構(gòu)為主。

圖9 噴管尾噴流瞬時(shí)紅外熱成像

雷諾應(yīng)力能表征湍流脈動(dòng)強(qiáng)弱，因此通過(guò)比較2個(gè)模型雷諾剪切應(yīng)力特征，可以反映其射流剪切層內(nèi)流體脈動(dòng)狀況，進(jìn)一步反映二者在摻混特性的區(qū)別。

寬邊側(cè)無(wú)量綱雷諾剪切應(yīng)力

窄邊側(cè)無(wú)量綱雷諾剪切應(yīng)力

式中：u為x向脈動(dòng)速度；v，w分別為y、z向脈動(dòng)速度；U0為噴管出口截面平均速度。

模型Model-A和Model-B在不同截面沿徑向中心線雷諾剪應(yīng)力分布分別如圖10～12所示。

圖10 Model-A徑向截面中心線雷諾剪切應(yīng)力分布

圖11 Model-B寬邊側(cè)徑向中心線雷諾剪應(yīng)力分布

圖12 Model-B窄邊側(cè)徑向中心線雷諾剪應(yīng)力分布

圖10～12中Model-A、B的徑向雷諾應(yīng)力分布表明：在不同截面雷諾剪應(yīng)力從中心軸線沿徑向均先增大后減小。以圖10中X/Dn＝7處的曲線為例，其中心線（y/Dn=0）上的雷諾剪應(yīng)力最小，隨著徑向距離增大而逐漸增大，在剪切層邊界附近達(dá)到最大，在這個(gè)區(qū)域附近射流與外界氣流發(fā)生劇烈摻混，能量耗散加劇，而后沿徑向剪切應(yīng)力逐漸減小[17-18]。其中軸對(duì)稱模型應(yīng)力分布與圓轉(zhuǎn)矩模型的窄邊側(cè)相似，但受出口截面影響，圓轉(zhuǎn)矩射流在寬邊側(cè)邊界層更薄，脈動(dòng)更劇烈，從圖11中可見(jiàn)，在核心區(qū)邊緣附近（X/Dn=5、7）應(yīng)力分布出現(xiàn)多峰脈動(dòng)現(xiàn)象。

同樣在不同徑向截面應(yīng)力沿軸向分布的結(jié)果可見(jiàn)：在射流擴(kuò)張過(guò)程中，應(yīng)力峰值沿軸向先增大，然后再逐漸減小，最大值出現(xiàn)在核心區(qū)邊緣（Model-A大致在X/Dn=7、Model-B在X/Dn=5）。在離噴管出口較近的初始段，剛開(kāi)始雷諾剪應(yīng)力較小，符合前文提到在初始段擬序結(jié)構(gòu)較少，射流柱表面呈光滑段的特征；在過(guò)渡段雷諾剪切應(yīng)力較大，射流柱脈動(dòng)較強(qiáng)，也佐證了射流柱在過(guò)渡段表面波尺度加大，呈魚鱗狀的特征；而在完全發(fā)展段X/Dn=10，雷諾剪切應(yīng)力均較小，說(shuō)明隨著大尺度渦被耗散，射流脈動(dòng)較小，也驗(yàn)證了此區(qū)域以較小尺度的螺旋渦結(jié)構(gòu)為主的特征。

而比較圖10～12的結(jié)果可見(jiàn)，在初始段同樣軸向位置圓轉(zhuǎn)矩模型Model-B的雷諾剪切應(yīng)力峰值較大，例如Model-B在X/Dn=3的數(shù)值已較大，在X/Dn=5已達(dá)至最大，且峰值更高、脈動(dòng)次數(shù)更多，說(shuō)明圓轉(zhuǎn)矩模型射流脈動(dòng)更劇烈，也佐證了上述圓轉(zhuǎn)矩模型誘導(dǎo)出的渦環(huán)、發(fā)卡渦結(jié)構(gòu)離噴管出口更近、出現(xiàn)時(shí)刻更早，即射流柱失穩(wěn)更近更早的觀點(diǎn)。

比較圖11、12的結(jié)果可見(jiàn)，在圓轉(zhuǎn)矩噴管射流中，寬邊側(cè)剪切應(yīng)力較大，下降幅度較快，說(shuō)明其寬邊側(cè)速度脈動(dòng)較強(qiáng)，這是由于寬邊側(cè)誘導(dǎo)出的發(fā)卡渦更多，擬序結(jié)構(gòu)更復(fù)雜導(dǎo)致的。

3 結(jié)論

采用LES動(dòng)態(tài)亞格子模型，對(duì)軸對(duì)稱和圓轉(zhuǎn)矩2種噴管在亞聲速（Ma=0.8）、高雷諾數(shù)（Re=2×105）條件下射流與外流的強(qiáng)化摻混特性進(jìn)行了數(shù)值模擬，分析比較了不同噴管流場(chǎng)流動(dòng)特性，擬序結(jié)構(gòu)變化、渦量和雷諾剪應(yīng)力分布等規(guī)律，對(duì)矩形噴管強(qiáng)化摻混機(jī)理進(jìn)行初步探討，主要結(jié)論如下：

（1）與軸對(duì)稱模型相比，圓轉(zhuǎn)矩模型射流核心區(qū)長(zhǎng)度減小29.9%，中心線上速度衰減更快，核心區(qū)與外界冷流摻混范圍更大，核心區(qū)高溫面積更小。

（2）軸對(duì)稱噴管射流與圓轉(zhuǎn)矩形噴管射流擬序結(jié)構(gòu)發(fā)展過(guò)程相似：均包括射流初始段的光滑段表面，以剪切渦環(huán)和渦辮結(jié)構(gòu)為主；過(guò)渡段的魚鱗段表面，以發(fā)卡渦結(jié)構(gòu)為主；以及完全發(fā)展段，以螺旋渦為主；但圓轉(zhuǎn)矩射流在近場(chǎng)誘導(dǎo)出的剪切渦環(huán)、發(fā)卡渦結(jié)構(gòu)發(fā)展更快，邊角剪切渦環(huán)也形成了典型的CVP結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致其渦旋耗散率增加，大尺度的發(fā)卡渦更易耗散成螺旋渦，近場(chǎng)渦旋更豐富。

（3）軸對(duì)稱噴管與矩形噴管射流雷諾剪切應(yīng)力沿徑向均先增大后減小,在射流與外流交界面上達(dá)到最大；沿軸向，應(yīng)力峰值同樣先增大再減小，在核心區(qū)邊緣達(dá)到最大；且二者在射流遠(yuǎn)場(chǎng)應(yīng)力分布趨于相似。但與軸對(duì)稱模型相比，圓轉(zhuǎn)矩模型應(yīng)力峰值在軸向位置離噴管出口更近；在窄邊側(cè)二者應(yīng)力分布相似，但圓轉(zhuǎn)矩模型在軸向相同位置的應(yīng)力峰值增大；且同樣相比窄邊側(cè)，其寬邊側(cè)應(yīng)力峰值進(jìn)一步增大，衰減速度也更快，在核心區(qū)邊緣附近還出現(xiàn)應(yīng)力多峰脈動(dòng)現(xiàn)象；以上均說(shuō)明圓轉(zhuǎn)矩噴管在射流近場(chǎng)速度剪切層內(nèi)的脈動(dòng)更強(qiáng)，與外界氣流進(jìn)行動(dòng)量交換的效率更高。

（4）擬序結(jié)構(gòu)發(fā)展及剪切層內(nèi)雷諾剪切應(yīng)力變化均說(shuō)明在射流流場(chǎng)中渦旋發(fā)展耗散速度快、速度邊界層脈動(dòng)強(qiáng)、射流柱易失穩(wěn)是導(dǎo)致射流核心區(qū)長(zhǎng)度減小，摻混增強(qiáng)的本質(zhì)因素，這也是強(qiáng)化摻混異形噴管設(shè)計(jì)過(guò)程中的研究方向所在。

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