检索结果-南通市图书馆

轮毂波瓣对同轴分级燃烧室燃烧不稳定性的影响

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航空动力学报 2024年

作者：郑维新张志浩吕光普刘潇中国联合重型燃气轮机技术有限公司科技管理部哈尔滨工程大学动力与能源工程学院

针对同轴分级燃烧室，研究了分别向塔式旋流器的主燃1级和主燃2级轮毂添加波瓣结构时的燃烧不稳定性。首先通过冷态实验对比了不同燃烧室结构下冷态流场之间的差异，再应用大涡模拟方法获得了燃烧室全局释热率脉动频谱以及一个脉动周期... 详细信息

针对同轴分级燃烧室，研究了分别向塔式旋流器的主燃1级和主燃2级轮毂添加波瓣结构时的燃烧不稳定性。首先通过冷态实验对比了不同燃烧室结构下冷态流场之间的差异，再应用大涡模拟方法获得了燃烧室全局释热率脉动频谱以及一个脉动周期内的涡量和释热率等参数云图的变化，最后借助动力学模态分解分析了不同燃烧室结构下的速度和释热率等模态。向主燃1级轮毂添加波瓣能够降低强漩涡出现的频率，释热率脉动幅值为全局平均释热率的4%，相比原型燃烧室下降了约45%，其释热率模态表现为高频小振幅。而向主燃2级添加波瓣则导致最大涡强度升高，主频为471Hz的释热率脉动幅值达到了全局平均释热率的30%以上，还出现了周期性回火，不利于燃烧室稳定运行。

关键词：燃烧室同轴分级燃烧不稳定大涡模拟波瓣

分层比对双旋流预混火焰结构和燃烧不稳定的影响

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燃烧科学与技术 2023年第4期29卷 444-450页

作者：刘易明谭建国高政旺刘瑶国防科技大学空天科学学院长沙410073

基于双旋流预混燃烧实验系统,采用动态压力传感器、ICCD相机等装置,研究了不同分层比对双旋流预混火焰宏观结构和燃烧不稳定的影响.研究结果表明:随着分层比增大,火焰的主释热区由主燃级下游逐渐移向火焰根部,再逐渐向预燃级下游靠近,... 详细信息

基于双旋流预混燃烧实验系统,采用动态压力传感器、ICCD相机等装置,研究了不同分层比对双旋流预混火焰宏观结构和燃烧不稳定的影响.研究结果表明:随着分层比增大,火焰的主释热区由主燃级下游逐渐移向火焰根部,再逐渐向预燃级下游靠近,旋流火焰张角随之增大,火焰中心界面结构有“W”、“V”和“多褶”3种典型结构;随着分层比增大,火焰由稳定转为不稳定,且主频都在60 Hz左右,振幅先增大再慢慢下降,且在分层比为1.25和1.50时,有明显的不稳定第二频率出现,其大小约等于2倍的不稳定主频.

关键词：双旋流预混火焰宏观结构分层比燃烧不稳定

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不稳定燃烧状态多尺度峭度诊断方法

航空动力学报 2023年第9期38卷 2116-2128页

作者：刘重阳张祥刘勇西北工业大学动力与能源学院西安710072 中国航发四川燃气涡轮研究院四川绵阳621000 南京航空航天大学能源与动力学院南京210016

为建立先进航空发动机和燃气轮机燃烧室工程试验中不稳定燃烧状态评定方法,提出了一种基于燃烧室压力脉动信号多尺度峭度指标的诊断方法,联合诊断两种不稳定燃烧状态:燃烧不稳定(CI)和火焰不稳定(FI),并在气体燃料旋流燃烧室和航空煤油... 详细信息

为建立先进航空发动机和燃气轮机燃烧室工程试验中不稳定燃烧状态评定方法,提出了一种基于燃烧室压力脉动信号多尺度峭度指标的诊断方法,联合诊断两种不稳定燃烧状态:燃烧不稳定(CI)和火焰不稳定(FI),并在气体燃料旋流燃烧室和航空煤油贫油预混预蒸发燃烧室两组试验中进行验证分析。研究结果表明:采用规范化后的平均峭度指标,可用作CI状态判据,但不适用于FI诊断;采用基于时间尺度无关性的最佳时间尺度来定义的CI峭度指标和FI峭度指标,可以反映压力振荡等级和压力时序间歇性,且各自与CI和FI程度形成递增关系;建立的瞬时压力峭度和间歇性峭度综合判定准则,可为燃烧室燃烧不稳定性在线评价提供判据。

关键词：燃烧不稳定火焰不稳定压力脉动峭度指标时间尺度

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贫氧条件下钝体火焰动力学数值模拟研究

航空动力学报 2024年

作者：赵泯玮田培森黄鑫波赵宁波郑洪涛邓福泉哈尔滨工程大学动力与能源工程学院哈尔滨工程大学机电工程学院

为探究含氧量对加力燃烧室动态燃烧特性的影响，采用大涡模拟方法研究了不同压力（0.1～0.3MPa）下含氧量（14%～23%）对加力燃烧室流场结构、火焰形态、释热脉动以及压力脉动的影响。研究表明：不同压力下含氧量对钝体火焰稳定器后的... 详细信息

为探究含氧量对加力燃烧室动态燃烧特性的影响，采用大涡模拟方法研究了不同压力（0.1～0.3MPa）下含氧量（14%～23%）对加力燃烧室流场结构、火焰形态、释热脉动以及压力脉动的影响。研究表明：不同压力下含氧量对钝体火焰稳定器后的火焰和流场均具有显著影响；随着压力和含氧量的变化，在剪切层中观察到BVK和KH两种不同的不稳定特征，燃烧室下游的流动主要由BVK不稳定主导；随着含氧量降低，火焰摆动幅度增大，燃烧室中的OH基浓度降低，火焰温度减小；此外，含氧量和压力的变化还影响KH不稳定向BVK不稳定转变的位置；在BVK不稳定主导下，压力脉动和放热脉动的主频一致，在KH不稳定主导下，放热脉动没有明显的主频。

关键词：加力燃烧室钝体火焰稳定器动态燃烧特性大涡模拟燃烧不稳定

液体火箭发动机高频纵向燃烧不稳定现象的随机性探讨

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航空学报 2023年

作者：汪广旭杨宝娥谭永华高玉闪李斌航天推进技术研究院西安航天动力研究所液体火箭发动机重点实验室

围绕自燃推进剂液体火箭发动机燃烧室高频纵向燃烧不稳定现象的随机性进行了深入探讨，分析了结构振动数据在表征燃烧室压力振荡方面的有效性，对比了理论声模态和实测振型，基于蒸发过程作为速率控制的假设，对该燃烧室的稳定性进行了... 详细信息

围绕自燃推进剂液体火箭发动机燃烧室高频纵向燃烧不稳定现象的随机性进行了深入探讨，分析了结构振动数据在表征燃烧室压力振荡方面的有效性，对比了理论声模态和实测振型，基于蒸发过程作为速率控制的假设，对该燃烧室的稳定性进行了分析，并提出了造成不同供应系统下稳定性差异的两种假设模型。研究表明：1）由结构振动传感器测得的是燃烧室结构对燃气压力振荡场的响应结果，后者存在一定的频率选择性和非线性；2）实测突频幅值分布与该频率下的理论声模态基本吻合，确定该燃烧室发生了高频一阶纵向燃烧不稳定现象；3）线性模型结果表明，该燃烧室具有一定的稳定性裕度，但不能解释系统2条件下燃烧不稳定现象随机出现这一现象；4）系统2条件下该燃烧室的稳定性恶化或不同工况间的稳定性波动幅值增加，造成部分工况点落入非线性不稳定性区间，成为潜在的不稳定工况。

关键词：液体火箭发动机高频纵向燃烧不稳定供应系统随机性

弱旋预混火焰中热声振荡多模态转换的实验与模拟研究

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推进技术 2024年

作者：陆世康季晨振王萌铭潘登朱彤同济大学机械与能源工程学院

为研究弱旋预混火焰在当量比变化过程中热声不稳定的频率迁移、模态转换特征及内在机理，通过傅里叶变换、相空间重构、OH*时序及平均火焰图像等方法对实验中出现的极限环、拍振、间歇性振荡等典型燃烧不稳定状态进行分析；并结合低阶... 详细信息

为研究弱旋预混火焰在当量比变化过程中热声不稳定的频率迁移、模态转换特征及内在机理，通过傅里叶变换、相空间重构、OH*时序及平均火焰图像等方法对实验中出现的极限环、拍振、间歇性振荡等典型燃烧不稳定状态进行分析；并结合低阶热声网络与n-τ模型，对热声振荡过程中发生的模态转换现象进行模拟，其中延迟时间τ使用了对流延迟时间进行近似，其基于未燃混合物长度计算得到。实验结果表明，在当量比φ = 0.5～0.7内，随着当量比的增加，一阶振荡频率向更高频率迁移；在φ=0.8时，振荡主频从一阶模态转换到二阶模态；φ = 0.9～1.2内，一阶振荡频率降低，变化幅度最高达41.48%；并且当φ = 1.1时，振荡主频从二阶模态转换回一阶模态；在整个当量比区间内，二阶振荡频率变化幅度小于5%。计算结果显示，振荡频率的预测值与实验值整体吻合良好，尤其是当φ= 0.8时，二阶频率的增长率大于一阶频率的增长率，对应实验中发生的一阶模态到二阶模态的转换。同时在部分工况下，预测的振荡频率与实验值也有偏移，其原因是增益的增加导致使得偏离增大，一阶频率的最大误差为26.4%，二阶频率的最大误差小于12%。本研究表明，对流延迟时间与振荡主频的分布存在反比关系，对流延迟时间的缩短会使得一阶频率向高频迁移，过程中振荡模态会由一阶转换到二阶模态。

关键词：燃气轮机燃烧室燃烧不稳定热声振荡热声耦合对流延迟时间低阶热声网络模态转换

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钝体火焰稳定器后燃烧不稳定数值模拟

航空发动机 2023年第1期49卷 81-88页

作者：仝照旭韩启祥南京航空航天大学能源与动力学院南京210016

为了缓解航空发动机加力燃烧室中频繁出现的燃烧不稳定现象,利用商业软件Fluent对带钝体火焰稳定器的模型加力燃烧室进行基于大涡模拟(LES)的3维热态数值仿真。通过分别改变加力燃烧室的来流温度、来流马赫数、燃油当量比3种影响燃烧的... 详细信息

为了缓解航空发动机加力燃烧室中频繁出现的燃烧不稳定现象,利用商业软件Fluent对带钝体火焰稳定器的模型加力燃烧室进行基于大涡模拟(LES)的3维热态数值仿真。通过分别改变加力燃烧室的来流温度、来流马赫数、燃油当量比3种影响燃烧的关键因素来分析其对火焰稳定器后燃烧不稳定现象的影响。结果表明:来流温度从600 K提升到1200 K时,钝体稳定器后火焰形式由直线状的剪切层火焰向波浪状的漩涡火焰转变,燃烧不稳定机制由K-H不稳定向BVK不稳定转变;来流马赫数从0.1提高到0.3时,燃烧不稳定的脉动频率随之提高,压力脉动的幅值随之增大,但放热脉动的幅值先增大后减小;燃油当量比从0.5增大到0.7时,燃烧不稳定的频率变化较小,压力脉动与放热脉动的幅值存在先增后减的趋势。

关键词：加力燃烧室钝体稳定器燃烧不稳定数值模拟航空发动机

结合系统辨识方法的旋流部分预混燃烧不稳定预测及控制研究

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工程热物理学报 2023年第8期44卷 2319-2329页

作者：柯恩雷季晨振潘登朱彤同济大学机械与能源工程学院上海200092

本文研究了旋流部分预混火焰的燃烧不稳定性预测以及控制方法。利用计算流体力学方法,结合系统辨识理论得到了火焰传递函数,并通过Helmholtz求解器对系统的燃烧不稳定进行了预测分析。预测的系统振荡频率和实验偏差6%,验证了系统辨识方... 详细信息

本文研究了旋流部分预混火焰的燃烧不稳定性预测以及控制方法。利用计算流体力学方法,结合系统辨识理论得到了火焰传递函数,并通过Helmholtz求解器对系统的燃烧不稳定进行了预测分析。预测的系统振荡频率和实验偏差6%,验证了系统辨识方法用于燃烧不稳定预测的准确性。进一步,结合多孔声衬声学阻抗模型,研究了多孔声衬对燃烧不稳定性的抑制效果。结果表明引入多孔声衬后,燃烧器主导模态的增长率由0.24 rad/s降低为-0.13 rad/s,实现了对燃烧不稳定的控制。

关键词：燃烧不稳定火焰传递函数系统辨识方法热声耦合多孔声衬

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限制域形状对分层火焰和燃烧不稳定性的影响

推进技术 2022年第8期43卷 215-224页

作者：宋恒刘玉治王欣尧韩啸林宇震北京航空航天大学能源与动力工程学院北京100191 北京航空航天大学航空发动机研究院航空发动机气动热力国家级重点实验室北京100191

为了研究中心分级燃烧室中限制域形状对火焰结构及燃烧不稳定性的影响,实验过程中,选择带有CH*滤镜的相机拍摄火焰图像,采用动态压力传感器测量压力脉动。结果表明,突扩限制域和斜坡限制域中的时均火焰结构相似,但突扩限制域中的火焰动... 详细信息

为了研究中心分级燃烧室中限制域形状对火焰结构及燃烧不稳定性的影响,实验过程中,选择带有CH*滤镜的相机拍摄火焰图像,采用动态压力传感器测量压力脉动。结果表明,突扩限制域和斜坡限制域中的时均火焰结构相似,但突扩限制域中的火焰动态结构呈现出周期性变化,并伴随着压力振荡。而斜坡限制域中的火焰动态结构基本不变,且压力脉动接近于零,主要原因是斜坡限制域中的旋涡脱落过程受限,旋涡与火焰的相互作用被大幅削弱。通过改变主燃级通道流速调节延迟时间,发现突扩限制域中会出现压力振幅的周期性变化,而斜坡限制域中始终保持稳定燃烧。本文的研究表明,使用斜坡限制域有潜力成为在宽工况范围内有效抑制燃烧不稳定的被动控制方法。

关键词：限制域形状分层火焰燃烧不稳定突扩限制域斜坡限制域