湍射流理论与红外热成像及数值模拟研究

摘要

湍射流是主要的湍流模型之一，湍射流的研究具有重要的理论与实际意义。本文以高压水射流为研究对像，首先讨论了湍射流的理论解、然后介绍了水射流的红外探测实验并对射流在不同压力下的空间发展过程进行分析、最后利用FLUENT商业软件对射流流场进行了数值模拟。研究结果表明：射流的红外热成像反映了在不同雷诺数下射流流场的结构，反映了水射流的标量输运(即温度场)的结构特征;数值模拟则给出了射流的动量输运特征;并且，射流的标量输运与动量输运的所反映的流场基本吻合，反映了流场热力耦合的特征。红外探测具有非接触、不用示踪粒子、实时遥感的特点。将红外热成像与数值模拟与理论分析相结合，为复杂流动的研究提供了一个新的有力工具。