矩形射流口几何构型对合成双射流工作特性影响分析

合成双射流技术作为一种新型的主动流动控制技术,除具备常规合成射流结构简单、响应迅速等特点外,还能有效解决控制流场与环境流场间压差引起振膜失效的问题,兼具能量利用率高、结构灵活和易于一体化集成等优点。合成双射流工作特性易受射流口大小、形状等几何构型的影响,为进一步研究合成双射流工作特性,设计了25组不同矩形射流口几何参数的合成双射流激励器,通过PIV实验得到合成双射流激励器射流口处流场结构与频率特性的关系,分析射流口几何参数对激励器腔体亥姆霍兹共振频率的影响,并总结出最佳长宽比-深纵比关系;结合数值模拟研究激励器几何参数特性,探究射流口几何参数对射流速度分布与轴切换现象的影响规律,并与PIV实验结果进行对比验证。结果表明小长宽比矩形射流口所形成的射流在空间上的分布更集中,射流峰值速度更大;而大长宽比矩形射流口形成的射流的速度较低,且单股射流易受压力差作用发生偏转,但涡量分布更加均匀,与环境流体的能量交换更充分。