Análise de estabilidade linear incompressível em jatos coaxiais utilizando teoria de camada limite como escoamento base

Abstract

A análise de estabilidade linear é utilizada para o estudo de jatos coaxiais incompressíveis convectivamente instáveis onde a espessura de momento do jato é muito menor que o diâmetro do mesmo. Em outras palavras, os efeitos devido à curvatura são ignorados e o jato coaxial é modelado como múltiplas camadas de mistura plana. O objetivo principal é investigar as taxas de crescimento e/ou decaimento das perturbações através da interação entre diferentes parâmetros de controle das camadas da mistura. Para isso, um escoamento base preciso deve ser empregado, combinando camadas de mistura individuais por meio das suas expansões assintóticas. Esse método gera uma solução com a mesma ordem de precisão da solução obtida pela teoria de camada limite. Dois casos são então considerados, onde a parede do bocal interno que separa os jatos possuem espessura significante ou não. Além disso, duas técnicas diferentes são utilizadas para a análise de estabilidade. Primeiramente, uma abordagem pelo método "matrix forming"construído com diferenças finitas de segunda ordem com malha não-uniforme gera estimativas de baixa precisão para todos os auto-valores. Depois, esses valores são utilizados como estimativa inicial no método do tiro para gerar uma solução mais precisa no calculo dos auto-valores instáveis. Resultados obtidos até agora mostram interações entre as taxas de crescimento das perturbações, para diferentes parâmetros de controle do jato coaxial.