低速射流与液面相互作用的非线性动力学研究

【作者】 方子玄； 富庆飞； 杨立军；

【机构】 北京航空航天大学宇航学院宇航推进系； 北京航空航天大学宁波创新研究院；

【摘要】 重力作用下自由发展的低速射流撞击在水平液面上,会在其连接部位形成稳定的毛细波结构,毛细波的传播速度与射流的速度大小相等、方向相反,其空间长度是液面对射流影响范围的度量。本文将从非线性动力学的角度,重新定义毛细波的空间长度,揭示撞击液面对射流上游的影响规律。具体地,首先利用高速摄影的方法,对射流不同截面直径变化的时序信号进行采集,得到不同空间位置处射流动力系统的特征信息;接着,通过计算不同截面的李亚普诺夫指数、分形维等参数,探究撞击液面对射流上游的影响规律。研究发现,在低速射流自然断裂之前,水平液面的相对高度变化与毛细波的空间长度并不呈现严格的线性关系,液面高度的变化会影响空间中李亚普诺夫指数的拐点。本文同时研究了射流雷诺数对毛细波空间长度的影响规律。更多还原