ИСТИНА

Проект посвящён исследованию устойчивости струй круглого поперечного сечения. Развитие малых возмущений в круглой ламинарной струе будет исследовано теоретически, методами модальной теории устойчивости, и экспериментально — с использованием затопленной струи большого диаметра, имеющей длинный ламинарный участок, что позволит детально исследовать пространственную структуру вносимых в поток малых возмущений. Сравнение экспериментальных и теоретических результатов позволит верифицировать линейную теорию устойчивости струйных течений, чего ранее для струйных потоков не выполнялось.

The Project is devoted to the study of the stability of jet with round cross section. Development of small disturbances in round laminar jet will be investigated theoretically, by linear stability analysis, and experimentally, using long laminar jet of large diameter which makes possible to record and visualize disturbances spatial structure. Comparison of theoretical and experimental results will verify linear stability theory of the jet which was not made earlier.

1. Впервые будет проведено экспериментальное исследование развития малых контролируемых возмущений в ламинарных затопленных струях. 2. Будут проведены теоретические расчёты скоростей роста возмущений в струе с профилем скорости, соответствующим экспериментальному, и сравнение результатов с данными экспериментальных измерений. Впервые будет проанализирована применимость линейной теории гидродинамической устойчивости к ламинарным струйным течениям, что внесёт значительный вклад в теорию гидродинамической устойчивости струйных течений. 3. Будет проведена оптимизация формы стенки диффузоров, являющихся составной частью формирующего устройства, для затягивания перехода к турбулентности в струе. Будет создано устройство для формирования затопленной струи с наибольшей, при заданном диаметре и числе Рейнольдса, длиной ламинарного участка. Такие устройства могут найти широкое применение в медицинской технике и различных технологических процессах.

1. Создано компактное формирующее струю диаметром 120 мм устройство. Формируемая струя имеет ламинарный участок 660 мм при числе Рейнольдса ~ 10000 (Зайко и др., Изв. РАН. МЖГ, №1, 2018, принято к опубликованию). 2. Отработана методика измерения профилей скорости и турбулентных пульсаций получаемой струи в диапазоне чисел Рейнольдса 2000…13000 и визуализации получаемых струй. 3. Проведены первые теоретические расчёты в рамках линейного анализа устойчивости струи с профилями, полученными в экспериментах. Показано, что частоты наиболее быстро растущих возмущений, найденные при линейном анализе, совпадают с частотами из экспериментального спектра для соответствующего скоростного режима. 4. Отработана технология расчетов течения в формирующем устройстве, позволяющая оптимизировать геометрию канала диффузора и сопротивление проницаемой металлической сетки на выходе из него для увеличения длины ламинарного участка струи. Газодинамический комплекс оснащен магистралью повышенного давления для создания струйных потоков и измерительным комплексом, состоящим из термоанемометра DISA 56C01 CTA, системы панорамной визуализации потока PIV-системы ПОЛИС, лазерного доплеровского измерителя скорости ЛАД-06.

1. Впервые проведено экспериментальное исследование развития контролируемых возмущений в ламинарной затопленной струе. 2. Будут проведены теоретические расчёты скоростей роста возмущений в струе с профилем скорости, соответствующим экспериментальному, и сравнение результатов с данным экспериментальных измерений. 3. Впервые будет проанализирована применимость линейной теории гидродинамической устойчивости к струйным течениям.