Absolute instability in the compressible flow around a rotating cone

• Autorzy: Tuliszka-Sznitko E.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the present paper the character of instability of compressible viscous flow around geometries rotating in the uniform flow is analyzed. The linear local stability theory is used to investigate the boundary layer stability. Following the works of Briggs and Bers in the field of plasma physics, the absolute instability region is identified by the singularities of dispersion relation called pinch-points. The regions of absolute instability in boundary layers of a rotating cone have been found. Calculations have been made for different Mach numbers, wall temperatures and rotational speeds of the cone.

PL

W pracy badany jest charakter niestabilności przepływu wokół wirującego stożka. Do badania charakteru przepływu zastosowano kryterium fizyków plazmy Briggsa i Bersa, zgodnie z którym o charakterze niestabilności decydują osobliwości funkcji dyspersji zwane punktami styku. Obliczenia przeprowadzono stosując liniową teorię niestabilności. W pracy stwierdzono występowanie obszarów o niestabilności absolutnej w przepływie wokół wirującego stożka. Obliczenia zostały wykonane dla różnych liczb Macha i różnych temperatur ścianki. Wyznaczono krzywe neutralne ograniczające obszar przepływu o niestabilności abolutnej. Stwierdzono, że współczynnik wzmocnienia absolutnego maleje wraz z rosnącą liczbą Macha, jak również malejące pod wpływem chłodzenia ścianki. Nie stwierdzono występowania niestabilności absolutnej w przepływach naddźwiękowych.

Słowa kluczowe

EN

laminar-turbulent transition; instability

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej
• Czasopismo: Journal of Theoretical and Applied Mechanics
• Rocznik: 1999
• Tom: nr 1
• Strony: 29--46
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., wykr.

Twórcy

autor

Tuliszka-Sznitko E.

• Institute of Thermal Engineering, Technical University of Poznań

Bibliografia

• 1. BALACUMAR P., REED H., 1989, Stability of Three Dimensional Boundary Layers, Report of Department of Mechanical and Aerospace Engineering, Arizona State University.
• 2. BERS A., 1975, Linear Waves and Instabilities, in: Physique des Plasmas (edit. C. DeWitt, J. Peyraud), Gordon & Breach.
• 3. BRAZIER-SMITH P., SCOTT J., 1984, Stability of Fluid Flow in the Presence of a Compliant Surface, Wave Motion, 6.
• 4. BRIGGS R., 1964, Electron-Stream Interaction with Plasmas, MIT Press.
• 5. CHOMAZ J., HUERRE P., REDEKOPP L., 1991, A Frequency Selection Criterion in Spatially Developing Flows, Stud. Appl. Math., 84 G. HUERE P., 1987, Spatio-Temporal Instabilities in Closed and Open Flows, In: Instabilities and Nonequilibrium Structures, edit. E. Tirapegui, D. Villaroel, Dordrecht, Reidel.
• 7. HuERRE P., MONKEWITZ P., 1990, Local and Global Instabilities in Spatially Developing Flows, Annu. Rev. Fluid. Mech., 22.
• 8. ILLINGWORTH C, 1953, The Laminar Boundary Layer of Rotating Body of Revolution, Philosophical Magazine, 44.
• 9. KoH J., PRICE J., 1967, Nonsimilar Boundary Layer Heat Transfer of a Rotating Cone in Forced Flow, Transaction of ASME, Journal of Heat Transfer.
• 10. KUPFER K., BERS A., RAM A., 1987, The Cusp Map in the Complex -Frequency Plane for Absolute Instabilities, Phys. Fluids, 30.
• 11. LlNGWOOD R., 1995, Absolute Instability of the Boundary Layer on a Rotating Disk, J. Fluid. Mech., 299.
• 12. LlNGWOOD R., 199G, An Experimental Study of Absolute Instability of the Rotating Disk Boundary Layer Flow, Fluid. Mech., 314.
• 13. LlNGWOOD R., 1997, Absolute Instability of the Ekman Layer and Related Rotating Flows, J. Fluid. Mech., 331.
• 14. MALIK M., CHUANG S., HUSSAINI M., 1982, Accurate Numerical Solution of Compressible Linear Stability Equations, ZAMP, 33.
• 15. MONKEWITZ P., 1989, The Role of Absolute and Convective Instability in Predicting the Behaviour of Fluid System, Proc. ASME Fluids Eng. Spring Conf., La Jolla, California.
• 16. MORKOVIN M., 1988, Recent Insights into Instability and Transition to Turbulence in Open Flow System, AIAA Pap., 88-3675.
• 17. NIEW T., 1993, The Stability of the Flow in a Laminar Separation Bubble, Ph.D. Thesis, Cambridge University.
• 18. TAYLOR M., 1977, A Causal Stability Analysis of Swept Wing Boundary Layers, Abstracts of 3rd European Fluid Mechanics Conference.
• 19. TULISZKA-SZNITKO E., 1993, Niestabilność trójwymiarowej warstwy przyściennej, WPP Seria Rozprawy, 287.
• 20. TULISZKA-SZNITKO E., 199G, Instability of Non-Parallel Compressible Boundary Layer, MTiS, 35, 2.
• 21. TULISZKA-SZNITKO E., 1997, Instability of Boundary Layer on Rotating Geometries, Numerical Methods in Laminar and Turbulent Flow, 10, Pineridge Press, Swansea U.K.
• 22. TWISS R., 1951, On Oscillations in Electron Stream, Proc. Phys. Soc. London Sect, B 64, 654-665.