不足膨張自由噴流

概要：
ここでの問題は高圧力で静止した場に流れ込む軸対称の音速噴流である
このシミュレーションはDonaldson and Snedeker (1971) の実験を元にしている
シミュレーションは２次元で、K-ε乱流モデルを使用している
結果：GEC ALSTHOM T.G 社ご提供の図を以下に示す

1.圧力コンター図

2.マッハ数コンター図

3. 密度コンター図

4. 中心軸に沿ったマッハ数プロファイル

計算された噴流の構造は、実験で観察されたものと良く一致している。ノズルから吹き出すとともに、圧力の不一致は急速な膨張と、その後ろに下流に傾斜した衝撃波が作られる。この衝撃波に流れ軸からの反射膨張波が干渉して、マッハディスクが形成される。

高圧蒸気タービン制御バルブ

※実験の詳細は下記論文を参照

A study of free jet impingement, Part 1:
Mean properties of free and expanding jets Donaldson C and Snedeker R S
Journal of Fluid Mechanics, Vol. 45, pp281-319, 1971