An asymptotic-numerical comparative study for axisymmetric free surface liquid jet near and far from exit at high Reynolds number
Notice bibliographique
Résumé
Purpose The purpose of this study is to examine theoretically the axisymmetric flow of a steady free-surface jet emerging from a tube for high inertia flow and moderate surface tension effect. Design/methodology/approach The method of matched asymptotic expansion is used to explore the rich dynamics near the exit where a stress singularity occurs. A boundary layer approach is also proposed to capture the flow further downstream where the free surface layer has grown significantly. Findings The jet is found to always contract near the tube exit. In contrast to existing numerical studies, the author explores the strength of upstream influence and the flow in the wall layer, resulting from jet contraction. This influence becomes particularly evident from the nonlinear pressure dependence on the upstream distance, as well as the pressure undershoot and overshoot at the exit for weak and strong gravity levels, respectively. The approach is validated against existing experimental and numerical data for the jet profile and centerline velocity where good agreement is obtained. Far from the exit, the author shows how the solution in the diffusive region can be matched to the inviscid far solution, providing the desired appropriate initial condition for the inviscid far flow solution. The location, at which the velocity becomes uniform across the jet, depends strongly on the gravity level and exhibits a non-monotonic behavior with respect to gravity and applied pressure gradient. The author finds that under weak gravity, surface tension has little influence on the final jet radius. The work is a crucial supplement to the existing numerical literature. Originality/value Given the presence of the stress singularity at the exit, the work constitutes a superior alternative to a computational approach where the singularity is typically and inaccurately smoothed over. In contrast, in the present study, the singularity is entirely circumvented. Moreover, the flow details are better elucidated, and the various scales involved in different regions are better identified.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».