Проведено двумерное моделирование возбуждения микроструи газа акустическим ударом и импульсно-периодическим источником тепла с применением программного комплекса FlowVision в условиях нормального давления.
Источник тепла имитирует электрический разряд. Микроструя формировалась в канале с профилем скорости Пуазейля на входе и внутренним диаметром 0,7 мм, а максимальная скорость профиля изменялась в пределах от 2,5 до 10 м/с. Исследовано воздействие частоты и мощности источника тепла на формирование масштабного вихря. При скорости струи 5 м/с наблюдались собственные колебания струи в ответ на единичный импульс с частотой fres = 1380 Гц, что способствовало возбуждению струи на близких частотах 1190 Гц и 1500 Гц. В то же время на частоте 1000 Гц (примерно 2/3 от fres) каждый второй импульс действовал в противофазе, что приводило к слабому развитию колебаний. Была установлена зависимость структуры потока от скорости струи. Полученные результаты показывают, что возбуждение микроструи возможно с использованием низкомощных электрических разрядов, таких как искровой, ДБД или коронный.
Aleksandr A. Firsov 2D Simulation of Micro-Jet Excitation by Heat Source // Supercomputing Frontiers and Innovations 2023, Vol. 10, No. 4
Скачать (статья на английском языке): PDF (3070КБ)
Excitation of a laminar gas micro-jet by acoustic impact and by pulse-periodic heat source was simulated using the FlowVision software package in 2D formulation at normal conditions.
Heat source imitates an electrical discharge. Air jet was formed by channel with inner size of 0.7 mm with the Poiseuille velocity profile at inlet boundary, the maximum profile velocity was varied in a range of 2.5–10 m/s. Influence of heat source frequency and power on the large-scale vortex formation was described. In the case of a jet with a speed of 5 m/s, the natural oscillations of the jet in response to a single pulse had a frequency fres = 1380 Hz, so excitation of the jet was possible at close frequencies of 1190 Hz and 1500 Hz. At the same time, at a frequency of 1000 Hz (approximately equal to 2/3 fres), every second impulse acted in antiphase and the oscillations developed poorly. Dependence of flow structure from the jet velocity was obtained. The results obtained show the possibility of exciting a micro-jet using low-power electrical discharges such as spark, DBD or corona.
© The Author 2023. This paper is published with open access at SuperFri.org (https://superfri.org/index.php/superfri)