Турбулентный перенос в закрученных струях. Диагностика современными оптическими методами

Проект посвящен экспериментальному исследованию турбулентного массопереноса в закрученных струях с применением современных оптических методов. Целью является получение новых знаний о вкладе различных механизмов в процесс переноса, в зависимости от степени закрутки потока и числа Рейнольдса. Отдельное внимание будет уделено роли автоколебательной моды, возникающей в турбулентных струях с сильной закруткой и соответствующей интенсивной прецессии потока. Полученные данные будут полезны для верификации численных методов расчета турбулентных течений, а также для более глубокого понимания роли когерентных структур в процессе переноса в закрученных струях и для разработки эффективных способов управления процессом.Измерения будут выполнены панорамными методами анемометрии по изображениям частиц (англ.: particle image velocimetry, PIV) и лазерно-индуцированной флуоресценции (planar laser-induced fluorescence, PLIF). Метод PIV в 2D (плоскостной, стереоскопической) и 3D (объемной, томографической) конфигурациях будет использован для измерений полей мгновенной скорости с частотой в несколько килогерц, что будет на два порядка превышать характерные частоты наиболее энергетичных пульсаций в потоке. 3D конфигурация PIV метода будет использована для оценки распределения поля пульсаций давления. Метод PLIF будет использован для измерений полей мгновенной концентрации примеси, добавленной в поток струи.Акцент в работе будет сделан на определении вклада различных механизмов в турбулентный перенос, а также на анализе членов уравнения баланса кинетической энергии турбулентности и напряжений Рейнольдса. Отдельное внимание будет уделено исследованию влияния крупномасштабных, энергоемких пульсаций поля скорости и давления и оценки их вклада в турбулентный перенос.