EXPERIMENTAL STUDY OF THE NON-MODAL PERTURBATION GROWTH MECHANISM IN A LAMINAR SUBMERGED JET

D. A. Ashurov; Ашуров Д. А.; V. V. Vedeneev; Веденеев В. В.; L. R. Gareev; Гареев Л. Р.; O. O. Ivanov; Иванов О. О.

doi:10.31857/S2686740023010029

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ НЕМОДАЛЬНОГО МЕХАНИЗМА РОСТА ВОЗМУЩЕНИЙ В ЛАМИНАРНОЙ ЗАТОПЛЕННОЙ СТРУЕ

Авторы: Ашуров Д.А.¹, Веденеев В.В.¹, Гареев Л.Р.¹, Иванов О.О.¹
Учреждения:
1. Научно-исследовательский институт механики Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова
Выпуск: Том 509, № 1 (2023)
Страницы: 28-38
Раздел: МЕХАНИКА
URL: https://journals.rcsi.science/2686-7400/article/view/135909
DOI: https://doi.org/10.31857/S2686740023010029
EDN: https://elibrary.ru/OXONJF
ID: 135909

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Известно, что в пристенных течениях, наряду с ростом мод неустойчивости, важную роль играет немодальный (алгебраический) механизм линейного роста. В неограниченных течениях, в том числе в затопленных струях, немодальный механизм роста стал теоретически изучаться лишь в последнее десятилетие, в экспериментах этот механизм до сих пор не идентифицирован. Проведены эксперименты по возбуждению немодального “lift-up”-механизма роста. В ламинарную затопленную струю круглого поперечного сечения вносятся специальные волнообразные конструкции (дефлекторы), возбуждающие валикообразное поперечное движение. Полученные данные позволяют однозначно идентифицировать немодальный “lift-up”-рост вносимых возмущений. Развитие возмущений в эксперименте качественно соответствует теоретически рассчитанным оптимальным возмущениям. Рассмотрены особенности перехода к турбулентности, вызванного немодальным ростом.

Ключевые слова

затопленная струя, оптимальные возмущения, немодальный рост, ламинарно-турбулентный переход

Список литературы

Зайко Ю.С., Решмин А.И., Тепловодский С.Х., Чичерина А.Д. Исследование затопленных струй с увеличенной длиной начального ламинарного участка // Изв. РАН. МЖГ. 2018. № 1. С. 97–106.
Zayko J., Teplovodskii S., Chicherina A., Vedeneev V., Reshmin A. Formation of free round jets with long laminar regions at large Reynolds numbers // Phys. Fluids. 2018. V. 30. 043603.
Зайко Ю.С., Гареев Л.Р., Чичерина А.Д., Трифонов В.В., Веденеев В.В., Решмин А.И. Экспериментальное обоснование применимости линейной теории устойчивости к затопленной струе // Доклады РАН. Физика, технические науки. 2021. Т. 497. С. 44–48.
Gareev L.R., Zayko J.S., Chicherina A.D., Trifonov V.V., Reshmin A.I., Vedeneev V.V. Experimental validation of inviscid linear stability theory applied to an axisymmetric jet // J. Fluid Mech. 2022. V. 934. A3.
Farrell B.F., Ioannou P.J. Optimal excitation of three-dimensional perturbations in viscous constant shear flow // Phys. Fluids A. 1993. V. 5. P. 1390–1400.
Andersson P., Berggren M., Henningson D.S. Optimal disturbances and bypass transition in boundary layers // Phys. Fluids. 1999. V. 11. № 1. P. 134–150.
Matsubara M., Alfredsson P. H. Disturbance growth in boundary layers subjected to free-stream turbulence // J. Fluid Mech. 2001. V. 430. P. 149–168.
Boronin S.A., Healey J.J., Sazhin S.S. Non-modal stabillity of round viscous jets // J. Fluid Mech. 2013. V. 716. P. 96–119.
Jimenez-Gonzalez J.I., Brancher P., Martinez-Bazan C. Modal and non-modal evolution of perturbations for parallel round jets // Physics of Fluids. 2015. V. 27. № 4. 044105.
Jimenez-Gonzalez J.I., Brancher P. Transient energy growth of optimal streaks in parallel round jets // Physics of Fluids. 2017. V. 29. № 11. 114101.
Canuto C., Hussaini M.Y., Quarteroni A., Zang T.A. Spectral Methods. Springer-Verlag Berlin, Heidelberg, 2007. 581 p.