水下超音速气体射流气液两相复杂流动的实验研究

摘要

阐述了水下超音速气体射流的实验研究结果。利用高速摄影仪在1000 帧/s的拍摄速度下实时记录了过膨胀超音速工况下水下气体射流的喷射状态，清晰显示了水下气体垂直射流的演化过程；同时利用电子相机记录了射流的整体形貌，综合分析了不同工况下水下高速气体射流的动态不稳定性形貌。实验研究结果表明：在射流的初始段存在与射流内部复杂波系相关的激波反馈特性，激波反馈特性发生之前存在能量积聚的胀鼓过程；二者均随机发生的，相对而言，前者相对低频，后者相对高频；在射流的主体段，在气水掺混和卷吸大规模能量交换作用下，射流呈现随机的偏摆效应，并且偏摆受环境流场影响明显。