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A NUMERICAL STUDY ON vortex ringS WITH swirl

Journal of Hydrodynamics 2001年第2期13卷 1-8页

作者： Hu Guo hui, Sun De jun, Yin Xie yuan Department of Modern Mechanics, University of Science and Technology of China, Hefei 230026 , China

A finite difference scheme in cylindrical coordinates was used to study the three dimensional (3D) motion of a vortex ring with swirl and the passage interaction between two vortex rings. For the 3D evolution of a single thin ring, the azimuthal perturbation modes grow linearly in the early stage. According to their growth rates, two bands of growing waves, which correspond to the first and the second radial mode respectively, can be observed. The result is similar to the prediction of short wave instability theory for swirl free vortex rings. For the passage process between two rings, results show that the azimuthal velocity is in inverse proportion to radius while the azimuthal vorticity is in proportion to radius during the interaction.

关键词： vortex ring with swirl leap frogging direct numerical simulation

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