Behaviors of Mach Disk in Underexpanded Supersonic Moist Jet

초음속 습공기 제트에서 발생하는 마하디스크의 거동

It has been well known that the major feature of compressible flow fields might be different depending on their formation processes. The objectives of the present study is to investigates the effect of jet development on the time history of supersonic jet flow field, accompanying nonequilibrium condensation. Especially, the behaviors of Mach disk diameter and location in a supersonic moist air jet are presented in terms of nozzle pressure ratio and initial relative humidity. The relative humidity of moist air is controlled at the nozzle supply, and the nozzle pressure ratio is varied to obtain the moderately underexpanded flows at the exit of the nozzle, installed in an indraft wind tunnel. It is found that at the same pressure ratio the Mach disk diameter increases with the initial relative humidity, while moves further upstream. Furthermore, the values of Mach disk diameter and location for increasing pressure ratio show larger than those for increasing.

압축성 유동장의 주된 특징은 유동장의 형성과정에 의존한다는 것은 잘 알려져 있다. 본 연구의 목적은 비평형 응축을 수반하는 초음속 제트유동장의 발달에 미치는 제트의 시간이력을 조사하는 것이다. 특히 초음속 습공기 제트에서 마하디스크 직경과 위치의 거동이 노즐압력비와 초기 상대습도의 항으로 소개된다. 대기흡입식 풍동설비에 장착된 노즐의 출구에서 부족팽창된 습공기 제트를 얻기 위해 노즐의 압력비와 초기상대습도를 변화시켰다. 마하디스크의 직경은 동일한 압력비에서 상대습도가 증가함에 따라 증가하지만, 그 위치는 상류로 이동하는 것으로 나타났다. 또한 노즐의 작동압력비가 증가하는 경우의 마하디스크 직경과 발생위치가 감소하는 경우보다 더 크다.