Vortex Rings and Jets: Recent Developments in Near-Field Dynamics

در این کتاب، پیشرفت‌های اخیر در درک ما از حلقه‌های گردابی و دینامیک جت مورد بحث قرار خواهد گرفت، با این دیدگاه که رفتار میدان نزدیک آنها را که زیربنای بسیاری از ویژگی‌های میدان دور آنها است، روشن کند. این فصل‌ها یافته‌های تحقیقاتی به‌روز توسط متخصصان مربوطه خود را ارائه می‌کنند و به دنبال پیوند فیزیک جریان میدان نزدیک حلقه‌های گردابی و جریان‌های جت با کاربردهای نهایی هستند. در طول دهه گذشته، دانش ما در مورد جریان های حلقه گردابی و جت به لطف استفاده روزافزون از تکنیک های آزمایشی با دقت بالا و شبیه سازی های عددی، به طور جهشی افزایش یافته است. به این ترتیب، ما اکنون درک و درک بهتری در مورد شروع و تحولات میدان نزدیک حلقه گرداب و جریان های جت تحت شرایط اولیه و مرزی متنوع داریم. فصل 1 به تشریح پدیده پیچش حلقه گرداب و چگونگی ارتباط آن با مراحل اولیه تشکیلات جت و رفتار جت بعدی می پردازد، در حالی که فصل 2 نگاه دقیق تری به رفتار ناشی از برخورد حلقه گرداب به مرزهای جامد و نحوه استفاده از یک جت دارد. سطح متخلخل فرآیند برخورد را تغییر می دهد. فصل های 3 و 4 بر تشکیل جت های مصنوعی از ساختارهای حلقه گردابی به صورت تجربی و عددی، چالش ها در درک روابط بین پارامترهای تولید آنها و چگونگی استفاده از آنها در مسائل کنترل جداسازی جریان تمرکز دارند. فصل 5 به استفاده از اعمال تغییرات انتخاب شده در لبه انتهایی نازل برای اعمال تغییرات بر دینامیک میدان نزدیک مرتبط با جت های دایره ای، غیر دایره ای و هم محور، با هدف کنترل رفتار اختلاط آنها می پردازد. و آخرین اما نه کم‌اهمیت، فصل 6 استفاده از پیکربندی‌های منحصربه‌فرد جت برخوردی و اینکه چگونه آنها ممکن است خود را به درک بیشتر و کارایی عملیاتی در مشکلات انتقال حرارت کمک کنند، توضیح می‌دهد. این کتاب برای دانشجویان تحصیلات تکمیلی و محققینی مفید خواهد بود که مایلند در مورد آخرین پیشرفت‌ها در رفتار حلقه گرداب و جریان جت و اینکه چگونه دینامیک جریان جالب آن‌ها می‌تواند در برنامه‌های مورد نظرشان به خوبی مورد استفاده قرار گیرد، به سرعت عمل کنند.

In this book, recent developments in our understanding of fundamental vortex ring and jet dynamics will be discussed, with a view to shed light upon their near-field behaviour which underpins much of their far-field characteristics. The chapters provide up-to-date research findings by their respective experts and seek to link near-field flow physics of vortex ring and jet flows with end-applications in mind. Over the past decade, our knowledge on vortex ring and jet flows has grown by leaps and bounds, thanks to increasing use of high-fidelity, high-accuracy experimental techniques and numerical simulations. As such, we now have a much better appreciation and understanding on the initiation and near-field developments of vortex ring and jet flows under many varied initial and boundary conditions. Chapter 1 outlines the vortex ring pinch-off phenomenon and how it relates to the initial stages of jet formations and subsequent jet behaviour, while Chapter 2 takes a closer look at the behaviour resulting from vortex ring impingement upon solid boundaries and how the use of a porous surface alters the impingement process. Chapters 3 and 4 focus upon the formation of synthetic jets from vortex ring structures experimentally and numerically, the challenges in understanding the relationships between their generation parameters and how they can be utilized in flow separation control problems. Chapter 5 looks at the use of imposing selected nozzle trailing-edge modifications to effect changes upon the near-field dynamics associated with circular, noncircular and coaxial jets, with a view to control their mixing behaviour. And last but not least, Chapter 6 details the use of unique impinging jet configurations and how they may lend themselves towards greater understanding and operating efficacies in heat transfer problems. This book will be useful to postgraduate students and researchers alike who wish to get up to speed regarding the latest developments in vortex ring and jet flow behaviour and how their interesting flow dynamics may be put into good use in their intended applications.