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Compressible and Choked Flows in Rotating.Passag.s

Open Journal of Fluid Dynamics 2019年第1期9卷 1-21页

作者： Nolan J. Dyck anthony g. straatman The Department of Mechanical and Materials Eng.neering Western University London Canada

The present study revisits the rotating.duct problem examined by Polihronov and straatman (J. Polihronov and A. g. straatman, Phys. Rev. Lett. v. 109, p. 054504 (2012)). Starting.from the g.neral compressible Euler equations in a non-stationary reference frame closed form expressions for velocity, temperature, density and pressure along.the duct are determined. The present results are more g.neral than those obtained by Polihronov and straatman, as the chang. of in-frame kinetic energ. has been retained. The improvement of the present results over Polihronov and straatman’s is demonstrated by comparison with the results of a computational fluid dynamics study. The new results have been further g.neralized to the case of a rotating.duct with varying.cross-sectional area, and ag.in for a g.neral curved passag. in three-dimensional space. The work required or derived from the rotating.duct has also been computed. The choked flow condition within the passag. of varying.cross-sectional area has been identified, along.with the constraints which must be placed on the Mach, Rossby, and tip Mach numbers to avoid choked flow. Finally, a straig.tforward technique to identify any locations where an ideal rotating.flow in a constrained passag. will become sonic has been presented.

关键词： Compressible Flows Rotational Flows

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