高 慧，宋宇宸，韩 博

(1.中国石油大学石油工程学院，山东青岛 266555;2.上海交通大学机械与动力工程学院，上海 200240; 3.长江大学石油工程学院，湖北荆州 434023)

可压缩轴对称冲击射流流场的数值模拟

高 慧1，宋宇宸2，韩 博3

(1.中国石油大学石油工程学院，山东青岛 266555;2.上海交通大学机械与动力工程学院，上海 200240; 3.长江大学石油工程学院，湖北荆州 434023)

数值模拟一种可压缩轴对称冲击射流。所构造的数值模拟方法是:直接求解柱坐标系下的二维可压缩Navier-Stokes方程的差分离散方程，其中对流项采用基于非等距网格上的五阶精度迎风紧致型差分格式，黏性项采用基于非等距网格上的六阶精度对称紧致型差分格式，时间项采用3步三阶精度Runge-Kutta方法。模拟不同雷诺数、马赫数条件下冲击射流大尺度涡结构的演化过程。结果表明:流体从喷嘴射出后卷起形成一个独立的大尺度负涡，即初生漩涡，它会在壁面处逐渐激发出一个具有正涡量的壁面二次生成涡;初生漩涡和二次生成涡互相旋转挤压，壁面二次生成涡的力量很快占优势，带动初生漩涡向流场内部发展;随马赫数的增大，初生漩涡具有更强的力量，抑制了壁面二次生成涡和其他小尺度负涡的发展;随雷诺数的增大，初生漩涡的力量有所减弱，促进了壁面二次生成涡和其他小尺度负涡的发展。

射流;轴对称冲击射流;大尺度涡结构;数值模拟

可压缩冲击射流广泛存在和应用于航空航天、石油、化工等工程技术领域并发挥着重要的作用。……