局域共振薄膜结构的管腔热声耦合振荡抑制研究

作     者：刘杨 陈京圳 杜敬涛 LIU Yang;CHEN Jingzhen;DU Jingtao

作者机构：哈尔滨工程大学动力与能源工程学院黑龙江哈尔滨150001 

出 版 物：《哈尔滨工程大学学报》 (Journal of Harbin Engineering University)

年 卷 期：2022年第43卷第9期

页      面：1265-1270页

核心收录：

学科分类：07[理学] 082403[工学-水声工程] 08[工学] 070206[理学-声学] 0824[工学-船舶与海洋工程] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金青年基金项目(12102101) 国家自然科学基金面上项目(11972125) 

主　　题：热声耦合 模态稳定性 多模态 局域共振薄膜 周期结构 声学带隙 系统特征根 不稳定性抑制 

摘      要：针对不稳定热释放与声场耦合而产生的热声振荡现象,严重影响燃烧系统的稳定性和振动噪声水平的问题,本文提出一种有效的热声耦合振荡抑制策略。本文基于能量原理和声压连续条件建立了周期分布局域共振薄膜结构-管腔-火焰耦合模型,研究了薄膜结构对管腔热声耦合系统热、声模态稳定性的抑制作用,并揭示了周期结构声学带隙对系统模态稳定性的影响规律。结果表明:薄膜结构可实现管腔耦合系统的多模态不稳定性抑制,尤其对声模态特征有显著的干涉作用。此外,可以发现热声耦合系统特征根分布受声学带隙影响较大,部分模态急剧向低频偏移,且所研究频段范围内模态稳定性均得到了改善,充分说明了本文所提出周期性局域共振薄膜在热声耦合不稳定性抑制方面的有效性。