2.13. Воздействие на струю акустических возмущений высших азимутальных мод

До сих пор мы рассматривали акустическое возбуждение струи плоскими волнами. Новые возможности управления струями представляет акустическое возбуждение звуком высших азимутальных мод (спиральными волнами). Некоторые результаты такого исследования описаны в работе авторов [2.14]. Экспериментальная установка представляла собой ресивер с хонейкомбом и сеткой, из него через сопло с выходным диаметром истекала струя. Воздух в ресивер поступал от компрессора. Звук от четырех динамиков подводился к соплу через цилиндрические трубки к выходному участку сопла в сечении, отстоящем на вверх по потоку от плоскости среза сопла. Оси трубок были перпендикулярны оси сопла, шаг трубок в окружном направлении составлял 90°. Выходные отверстия трубок были закрыты мелкоячеистой сеткой заподлицо с внутренней поверхностью сопла. При возбуждении на одной частоте сигналы с различных динамиков могли подаваться в фазе или со сдвигом фаз При включении двух противоположных динамиков сдвиг фаз мог составлять или при включении всех четырех динамиков или 90°. Для возбуждения струи применялись громкоговорители мощностью Скорость истечения струи пограничный слой на срезе сопла был турбулентным.

На рис. 2.48 приведены зависимости на оси струи при от числа Струхаля при облучении струи одним, двумя и четырьмя динамиками. Здесь обозначения соответствуют 1 - облучение струи одним динамиком, 2 - двумя динамиками в противофазе - двумя

динамиками в фазе четырьмя динамиками со сдвигом фаз Обращают на себя внимание следующие обстоятельства. Во-первых, при низкочастотном акустическом возбуждении интенсификация смешения при достигается при уровне звукового давления, который на меньше соответствующего уровня при облучении струи плоскими волнами. При значении достигается -процентное уменьшение скорости на оси струи в точке Во-вторых, эффект ослабления перемешивания при высокочастотном возбуждении здесь слабый; при увеличение средней скорости незначительное, что, по-видимому, обусловлено турбулизирующим влиянием мелкоячеистых сеток на стенках сопла. -третьих, вызывает сомнение слабое различие зависимостей от на рис. 2.48 при облучении струи двумя динамиками со сдвигом фаз и 90°. На рис. 2.49 представлено изменение средней скорости и продольных пульсаций скорости вдоль оси струи для необлученной струи, при облучении струи четырьмя динамиками и 1,65) со сдвигом фаз 90°.

Очень интересны исследования резонансного взаимодействия двух спиральных волн разного знака воздействие которых на струю приводит к изменению крупномасштабных когерентных структур и, как следствие, к искажению формы поперечного сечения струи [2.52]. В цитированной работе представлена библиография соответствующих исследований. Упомянем кратко их итоговые результаты. Эксперименты были проведены при низкочастотном акустическом облучении струи При этом установлено изменение формы поперечного сечения струи, которая изменяется от круглой в начальном сечении струи до овальной (рис. 2.50 для в сечении При изотахи в сечении принимают почти квадратную форму (рис. 2.51).

При облучении струи двумя спиральными волнами в зависимости от сдвига фаз между ними 180°, 270°) в сечении изотахи принимают овальную форму, причем угол наклона овалов зависит от значения (рис. 2.52). Наконец, при комбинированном акустическом возбуждении струи плоскими и азимутальными волнами также происходит деформация изотах (рис. 2.53, ).