Oscilações autoexcitadas e mistura em um jato redondo aquecido

Um jato de ar quente axisimétrico descarregando em ar ambiente frio é investigado experimentalmente. Consideramos o regime de transição, ou seja, números de Reynolds em que o jato é inicialmente laminar. Na primeira parte do artigo, é demonstrado por meio de vários experimentos diferentes que, para números de Reynolds suficientemente baixos e uma razão de densidade de saída do jato em relação à densidade ambiente abaixo de aproximadamente 0,7, oscilações globais da ‘coluna do jato’ tornam-se autoexcitadas, um comportamento que está relacionado à instabilidade absoluta local na região do núcleo potencial. O início das oscilações globais é identificado como uma bifurcação de Hopf e dois modos globais axisimétricos são observados abaixo da razão crítica de densidade. Finalmente, mostra-se que no regime de ciclo-limite (autoexcitadas) a propagação do jato quente é intermitentemente bastante espetacular, com ângulos de meia na ordem de 45°. Usando visualização de fluxo, essa grande propagação de jatos de baixa densidade está relacionada à geração de fortes ‘jatos laterais’ emanando da coluna do jato.