An experiment was conducted to investigate the flow structures in the compressible starting jet from two beveled nozzles (45 $$^{\circ }$$ and 30 $$^{\circ }$$ nozzle angles) of a shock tube using the schlieren technique. In the present study, the pressure ratios between the driver section and the driven section (PR) of 3.5, 7, and 10.5 corresponding to the shock wave Mach numbers ( $$M_\mathrm{s}$$ ) of 1.28, 1.48, and 1.59 were applied to produce three types of compressible vortex rings (CVRs). Owing to the beveled nozzle, the shock wave diffracts twice to produce two coaxial CVRs. For PR = 3.5 with 45 $$^{\circ }$$ beveled nozzle, two shock-free CVRs are formed and merged into one primary CVR, while the two CVRs are separated from each other for the 30 $$^{\circ }$$ beveled nozzle. The main reason is that the strength of the secondary CVR generated from the 30 $$^{\circ }$$ beveled nozzle is much lower than that of the leading CVR. As for PR =7 and 10.5, the embedded shock and counter-rotating vortex rings (CRVRs) appear and constraint the formation of the secondary CVR. As a result, the two CVRs are merged into a primary CVR at a very early stage. In addition, for the two different beveled nozzles, the embedded shock–CVR, CRVR–CVR, and shock cell-trailing vortices interactions are observed and exhibited some differences. Moreover, by identifying the position of the primary CVR, it is found that the propagation velocity of the primary CVR generated from the beveled nozzles is significantly slower than that from a straight nozzle.

中文翻译：

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来自两个斜角喷嘴配置的可压缩起始射流中的涡-冲击和涡-涡相互作用

进行了一项实验，以使用纹影研究来自激波管的两个斜角喷嘴（45 $$^{\circ }$$ 和 30 $$^{\circ }$$ 喷嘴角度）的可压缩起始射流中的流动结构技术。在本研究中，驱动部分和从动部分之间的压力比 (PR) 为 3.5、7 和 10.5，对应于 1.28、1.48 的冲击波马赫数 ($$M_\mathrm{s}$$)、和 1.59 用于产生三种类型的可压缩涡环 (CVR)。由于斜角喷嘴，冲击波衍射两次以产生两个同轴 CVR。对于具有 45 $$^{\circ }$$ 斜角喷嘴的 PR = 3.5，两个无冲击 CVR 形成并合并为一个主 CVR，而两个 CVR 彼此分开，以获得 30 $$^{\circ }$$ 斜角喷嘴。主要原因是由 30 $$^{\circ }$$ 斜角喷嘴产生的辅助 CVR 的强度远低于领先 CVR 的强度。对于 PR = 7 和 10.5，嵌入的激波和反向旋转涡环 (CRVR) 出现并限制了次级 CVR 的形成。因此，两个 CVR 在很早的阶段就合并为一个主要的 CVR。此外，对于两种不同的斜角喷嘴，观察到嵌入式激波-CVR、CRVR-CVR 和激波单元尾涡相互作用并表现出一些差异。此外，通过识别初级CVR的位置，发现斜喷嘴产生的初级CVR的传播速度明显慢于直线喷嘴的传播速度。对于 PR = 7 和 10.5，嵌入的激波和反向旋转涡环 (CRVR) 出现并限制了二次 CVR 的形成。因此，两个 CVR 在很早的阶段就合并为一个主要的 CVR。此外，对于两种不同的斜角喷嘴，观察到嵌入式激波-CVR、CRVR-CVR 和激波单元尾涡相互作用并表现出一些差异。此外，通过识别初级CVR的位置，发现斜喷嘴产生的初级CVR的传播速度明显慢于直线喷嘴的传播速度。对于 PR = 7 和 10.5，嵌入的激波和反向旋转涡环 (CRVR) 出现并限制了二次 CVR 的形成。因此，两个 CVR 在很早的阶段就合并为一个主要的 CVR。此外，对于两种不同的斜角喷嘴，观察到嵌入式激波-CVR、CRVR-CVR 和激波单元尾涡相互作用并表现出一些差异。此外，通过识别初级CVR的位置，发现斜喷嘴产生的初级CVR的传播速度明显慢于直线喷嘴的传播速度。对于两种不同的斜角喷嘴，观察到嵌入式激波-CVR、CRVR-CVR 和激波单元尾涡相互作用并表现出一些差异。此外，通过识别初级CVR的位置，发现斜喷嘴产生的初级CVR的传播速度明显慢于直线喷嘴的传播速度。对于两种不同的斜角喷嘴，观察到嵌入式激波-CVR、CRVR-CVR 和激波单元尾涡相互作用并表现出一些差异。此外，通过识别初级CVR的位置，发现斜喷嘴产生的初级CVR的传播速度明显慢于直线喷嘴的传播速度。