Исследования сверхзвуковой струи методом лазерного просвечивания
Д.А. МАРАКАСОВ, А.А. СУХАРЕВ, Р.Ш. ЦВЫК
Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, Томск, Россия
mda@iao.ru
Ключевые слова: сверхзвуковая струя, флуктуации, спектры, зондирующий лазерный пучок, вихри
Страницы: 64-71
Аннотация
Перспективным методом исследования структуры течения в турбулентных сверхзвуковых струях является бесконтактный метод лазерного просвечивания. Интерпретация результатов эксперимента - нетривиальная задача, особенно в части, касающейся турбулентности, вследствие пространственной неоднородности полей газодинамических характеристик. В настоящей статье проводится анализ спектрального состава турбулентности в аксиально симметричных струях в корневой области (до смыкания слоев смешения) на основе результатов лазерного просвечивания. Представлены результаты экспериментальных исследований флуктуаций интенсивности лазерного пучка, распространяющегося через сверхзвуковую затопленную струю. Спектральная плотность мощности флуктуаций полностью соответствует известным экспериментальным и расчетным спектрам для движущейся турбулентной атмосферы, за исключением высокочастотного интервала. Спектр в этом интервале представляет собой суперпозицию двух степенных компонент, показатель одной из них близок к известному значению -14/3, другой - меньше. Показано, что это обусловлено различием скоростей движения и структурой вихревых потоков во внешней и внутренней областях слоя смешения. Полученные результаты могут быть применены при расчете газодинамических характеристик и акустического излучения нерасчетных струй реактивных двигателей.
DOI: 10.15372/AOO20250108 |
