圆射流多级表面波的非线性稳定性研究

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1、分类号:TB0510710-2015122061硕士学位论文圆射流多级表面波的非线性稳定性研究舒力导师姓名职称曹建明教授申请学位级别工学硕士学科专业名称流体机械及工程论文提交日期2018年4月18日论文答辩日期2018年5月5日学位授予单位长安大学StudyonNonlinearStabilityofCircularLiquidJetMulti-levelSurfaceWaveADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：ShuLiSupervisor：Prof.CaoJianmingChang’anUniversity，Xi’an，C

2、hina摘要本文建立了非粘性圆射流喷射进入不可压缩轴向气流中碎裂过程的非线性物理模型。推导得到非线性量纲一化的连续性控制方程、运动学和动力学边界条件，进而推导出了二级波正对称波形（圆射流多为正对称波形）显式复数型圆频率和表面波振幅解表达式。绘制出了一级、二级波的波形图，以及一级、二级波的波形和波峰叠加波形图。结果表明：（1）由于双曲余弦函数cosh的纵坐标对称性，表面波增长率的正负对数值计算结果没有影响。（2）在输入参数相同和液体粘度不高的条件下，非线性的显式增长项参数－支配表面波增长率、波动项参数－支配、支配波i1−domr1−dom数k的数值计算结果依据Gaster变换后与线性的隐式时

3、间模式（Temporal）色散1−dom准则关系式要经过Muller方法数值求解的计算结果几乎完全相同，可以替代，使计算过程大为简化。（3）二级波的振幅较小，并随着时刻t的延长而增大。（4）一级波就会导致圆射流碎裂，由于二级波振幅与一级波的相比太小，叠加后对碎裂时间和碎裂长度几乎没有影响。因此，一级波将主导圆射流的碎裂，而二级波只是对圆射流周围卫星液滴的形成起主要作用。关键词：圆射流，非线性，表面波，波形图，射流碎裂iAbctractInthispaper,thenonlinearphysicalmodelofnon-viscouscircularjetinjectionintotheunco

4、mpressibleaxialflowisestablished.Thecontinuitycontrolequation,kinematicsanddynamicboundaryconditionsofnonlineardimensionalizationarederived,andthenTheexpressionoftheapparentcomplexcircularfrequencyandsurfacewaveamplitudeofthesecondarywavevaricosewaveformisdeduced.Drawthewaveformsofthefirstandsecondw

5、ave,aswellasthewaveformsandcrestsofthefirstandsecondwavewaveforms.Theresultsshowthat:(1)Duetotheordinatesymmetryofhypercosinecosh,thepositiveandnegativeofthegrowthrateofsurfacewavehavenoeffectonthenumericali1calculationresults.(2)Undertheconditionofthesameinputparametersandlowliquidviscosity,Thenum

6、ericalresultsofthenonlinearexplicitgrowthparameters-thedominantsurfacewavegrowthrate,thefluctuationtermparameters-thedominanti1−domr1−domanddominantwavenumbersk,TheresultofGastertransformationisalmostthesame1−domasthatofthelinearimplicitTemporaldispersioncriterionobtainedbyMuller'smethod,whichcanb

7、esubstitutedtosimplifythecalculationprocess.(3)Theamplitudeofthesecondarywaveissmallerandincreaseswithtime.(4)theprimarywavewillcausethecircularjettofragment.Sincetheamplitudeofthesecondarywaveistoosm