强欠膨胀圆管射流中二次涡环的形成机理

基于大涡模拟方法与高精度混合格式，对出口压力比(n)为1.4与4.0的弱与强欠膨胀圆管射流初始流场进行了数值模拟。结果清晰地描述了两种压力比条件下欠膨胀射流初始流场的结构特征，包括涡与激波结构及它们演变过程，发现强欠膨胀射流中二次涡环是由三波点向下游形成的滑移层失稳而直接卷起，此与弱欠膨胀情况不同。另外，还讨论了二次涡环在绕主涡环外缘向后翻转过程中的演变过程及其对主涡核的影响。当n=4.0时，得到射流域内桶形激波长度与马赫盘直径分别为24mm与0.84mm，与经验公式的计算结果相符。