本文研究軸對稱圓形噴流受對稱激發和螺旋激發之動態特性和其非線性過程。所研究 之噴流在噴嘴出口處流體的速度為14.4 m/s,最大紊流度小於0.3%。有一個喇叭裝在 安置室(Settling Chamber)壁上,當作對稱激發。另有六個喇叭裝在噴嘴出口處當作 螺旋激發。熱線風速計(Hot-wire Anemometer) 用以量測噴流之速度場以及其渦流結 構(Coherent Structure)之演進。由平均速度可求得動量厚度(Momentum Thickness) 和質量引進(Mass Entrainment),而渦流結構不穩定模態之演進和紊流剪應力(Turbu lent Shear Stress)等可由速度擾動經FFT 分析求得。 實驗結果顯示,當噴流同時受兩不同頻率激發時再提早形成渦流且會產生不同的頻譜 ,兩激發頻率之差為影響其動態特性的重要參數。當頻率差為任一激發頻率的四分之 一時,會產生第二次諧和不穩定模態。當頻率差為螺旋激發頻率之四分之一時,第二 次諧和不穩定模態尤其顯著,這是因為圓形噴流之對稱不穩定模態隨軸向距離衰減的 比螺旋不穩定模態快,故在流場下游處螺旋不穩定模態成為最不穩定模態,造成第二 次諧和共振(Second Subharmonic Resonances) 現象之強化作用,亦因此加強流場中 之動量傳遞和質量引進現象。 噴流同時受兩不同頻率激發時,兩不同頻率之不穩定模態經一連串的非線性交互作用 產生具有許多尖峰的梳狀頻譜(Comb-like Spectrum)。本文以非線性交互作用模式可 以合理地解釋上述現像,此模式亦可應用至尾流(Wake Flow) 場動態特性之實驗結果 。
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