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湍流燃烧室过渡到热声不稳定性期间火焰动力学的多重分形分析。 (英语) Zbl 1460.76575号

摘要:燃气轮机燃烧室容易发生热声不稳定性,表现为声压和热释放速率的大幅度周期性振荡。湍流燃烧室从以燃烧噪声为特征的稳定运行到热声不稳定性的转变被描述为时间动力学中混沌的有序(周期性)出现。声压振荡中出现的这种有序性对应于压力信号中多重分形的损失。在本研究中,我们研究了钝体稳定燃烧室中湍流火焰从燃烧噪声到热声不稳定性的时空动力学。在燃烧噪声发生期间,由于湍流中存在小尺度旋涡,火焰出现褶皱。另一方面,在热声不稳定性期间,大规模相干结构会周期性地出现。这些大规模相干结构进一步卷起起皱的火焰表面,并在火焰拓扑中引入额外的复杂性。我们对从含有非反应性示踪粒子的反应流的高速平面Mie散射图像中检测到的火焰轮廓进行了多重分形分析。我们发现,在过渡到热声不稳定性的过程中,所有动力学状态的火焰拓扑都存在多重分形。我们讨论了多重分形参数在不同状态下的变化。我们发现,在声压振荡的时间尺度上,在热声不稳定性发生期间,多重分形谱呈周期性振荡。时间动力学中多重分形的损失与空间动力学多重分形谱的振荡密切相关。

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76层80 湍流燃烧;反应性湍流
76伏05 流动中的反应效应
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