Wavy structures in compressible mixing layers
Wavy structures in compressible mixing layers
复制标题
可压缩混合层中的波状结构
DOI：
10.1007/s10409-013-0076-4
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发表时间：
2013-10
影响因子：
3.5
通讯作者：
Zhen-Su She
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Jun Chen;Xiao-Tian Shi;Tie-Jin Wang;Zhen-Su She
在两个对流马赫数（Mc= 0.11和0.47）下，实验观察到可压缩混合层中的半周期结构即倾斜波浪结构（IWS）。利用激光诱导平面激光米氏散射（PLMS）技术实现了流场结构的可视化。为了研究IWS的空间分布和几何特征，提出了两种方法：(1)优势模态提取（DME）方法，即从流向灰度波动中提取IWS的优势模态；(2)相位跟踪（PT）方法，即识别IWS的形状。结果表明，压力扰动是初始混合区IWS形成的主要原因，扩张涡和相干涡的共同作用增强了发达区域的IWS。IWS的大横向（横流）尺度及其与相干涡（CV）的关系表明，混合中心源自CV的扰动可以传播到自由流中。DME和PT方法是研究可压缩剪切流中波浪结构几何特征的有效工具。
Semi-periodic structures namely inclined wavy structures (IWS) are experimentally observed in compressible mixing layers at two convective Mach numbers (Mc= 0.11 and 0.47). Flow structures are visualized by the laserinduced planar laser Mie scattering (PLMS) technique. Two methods are developed to investigate the spatial distribution and geometry of IWS: (1) the dominant mode extraction (DME) method, to extract the dominant modes of IWS from the streamwise gray-level fluctuation, and (2) the phase tracking (PT) method, to identify the shape of IWS. The results suggest that pressure perturbations account for the formation of IWS in the initialmixing region and the joint effect of dilatation and coherent vortices enhances IWS in the welldeveloped region. The large transverse (cross-flow) scale of the IWS and their relation to coherent vortices (CV) indicate that the disturbance originated from CV in the mixing center propagates far into the free streams. The DME and the PT method are shown to be the effective tools to study the geometrical features of wavy structures in compressible shear flows.
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