×
托马斯·因德莱科费尔（Thomas Indlekofer）;阿贝尔·福雷·布尤利乌;詹姆斯·道森。;尼古拉斯·诺伊雷

不完美环形几何中热声本征模的自发和显式对称破缺。 （英语） Zbl 1510.76148号

J.流体力学。 944，论文编号A15，27 p.（2022）.
小结：本文研究环形燃烧室中方位热声模式的对称破缺。使用名义上对称的环形燃烧器，我们提供了预测的自发反射对称性破坏的实验证据，以及Hopf分叉附近意外的显式旋转对称性破坏，该分叉将线性稳定的方位角热声模式与自振荡模式分离。我们推导并求解了多维Fokker-Planck方程，以揭示相空间拓扑的统一图景。我们证明热声状态矢量的对称概率密度函数是难以捉摸的，因为不对称的影响，甚至是不可察觉的，在接近分岔的地方被放大了。这一结论表明，实际燃烧室中方位模的热声振荡将在霍普夫分岔附近系统地表现出模式的统计主导方向。

引用于3文件

理学硕士：

2005年第76季度 水力和气动声学
76伏05 流动中的反应效应
76-05 流体力学相关问题的实验工作
80A25型 燃烧

关键词：

声学;对称环形燃烧室;热声波方程;朗之万方程;福克-普朗克方程;非线性动力系统;相空间拓扑;反射对称性破坏;旋转对称破缺;霍普夫分岔;实验验证
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit{T.Indlekofer}等人，《流体力学杂志》。944，论文编号A15，27页（2022；Zbl 1510.76148）
全文： 内政部
OA许可证

参考文献：

[1] Acharya，V.，Aguilar，M.，Malanosk，M.&Lieuwen，T.2014横向激励旋转提升火焰的动力学：火焰响应建模和与实验的比较。事务处理。ASME J.工程燃气轮机功率136（5），051503。
[2] Aerts，C.2021通过星震学探索恒星内部物理。修订版Mod。《物理学》93（1），015001。
[3] Aguilar，J.G.，Dawson，J.R.，Schuller，T.，Durox，D.，Prieur，K.&Candel，S.2021通过打破环形燃烧室中的对称性来锁定方位模式。库布斯特。火焰234111639。
[4] Bauerheim，M.，Cazalens，M.&Poinsot，T.2015环形燃烧室内平均方位流和不对称对热声模式影响的理论研究。程序。库布斯特。仪器35（3），3219-3227。
[5] Bauerheim，M.，Nicoud，F.&Poinsot，T.2016预测和控制环形燃烧室方位燃烧不稳定性模式的分析方法进展。物理学。流体28（2），021303。
[6] Bauerheim，M.，Salas，P.，Nicoud，F.&Poinsot，T.2014环形腔中方位热声模式的对称破缺：理论研究。《流体力学杂志》760，431-465·Zbl 1331.76108号
[7] Berger，F.M.、Hummel，T.、Hertweck，M.、Kaufmann，J.、Schuermans，B.和Sattelmayer，T.2017涡流稳定燃气轮机燃烧室中的高频热声调制机制——第一部分：局部火焰响应的实验研究。事务处理。ASME J.Engng燃气轮机动力139（7），071501。
[8] Berger，F.M.、Hummel，T.、Schuermans，B.和Sattelmayer，T.2018稀配燃气轮机燃烧室高频热声振荡的脉冲振幅相关火焰动力学。事务处理。ASME J.工程燃气轮机功率140（4），041507。
[9] Bonciolini，G.，Boujo，E.&Noiray，N.2017有色噪声驱动van-der-pol振荡器的仅输出参数识别：热声不稳定性示例。物理学。修订版E95（6），062217。
[10] Bonciolini，G.，Faure Beaulieu，A.，Bourquard，C.&Noiray，N.2021热声不稳定性和间歇性的低阶建模：火焰响应延迟和非线性。库布斯特。火焰226396-411。
[11] Böttcher，F.、Peinke，J.、Kleinhans，D.、Friedrich，R.、Lind，P.G.和Haases，M.2006受强测量噪声影响的复杂动力系统的重建。物理学。修订稿97（9），090603。
[12] Boujo，E.、Bourquard，C.、Xiong，Y.和Noiray，N.2020处理随机强迫自振子的时间序列：啤酒瓶吹口哨的例子。J.Sound Vib.464，114981。
[13] Boujo，E.&Noiray，N.2017使用伴随福克普朗克方程稳健识别谐振子参数。程序。R.Soc.A473（2200），20160894·Zbl 1404.82047号
[14] Bourgouin，J.F.、Durox，D.、Moeck，J.P.、Schuller，T.和Candel，S.2015配备多个矩阵喷射器的环形燃烧器中旋转热声不稳定性的描述和建模。事务处理。ASME J.工程燃气轮机功率137（2），021503。
[15] Bourgouin，J.F.，Durox，D.，Moeck，J.P.，Schuller，T.&Candel，S.2015b环形燃烧室中观察到的一种新的不稳定性模式：倾斜模式。程序。库布斯特。第35（3）号指令，3237-3244。
[16] Brückner，D.B.，Ronceray，P.&Broedersz，C.P.2020欠阻尼随机系统动力学推断。物理学。修订稿125（5），058103。
[17] Buschmann，P.E.，Mensah，G.A.&Moeck，J.P.2020环形燃烧室内的固有热声模式。库布斯特。火焰214251-262。
[18] Callaham，J.L.，Loiseau，J.-C.，Rigas，G.&Brunton，S.L.2021非线性随机建模与朗之万回归。程序。R.Soc.A477（2250），20210092。
[19] Chterev，I.等.2014环形旋流中的火焰和流动拓扑。Combust科学。Technol186（8），1041-1074。
[20] Clavin，P.，Kim，J.S.&Williams，F.A.1994湍流诱导噪声对高频燃烧不稳定性的影响。Combust科学。Technol.96（1-3），61-84。
[21] Crawford，J.D.和Knobloch，E.1991流体动力学中的对称和对称破缺分岔。每年。《流体力学评论》23（1），341-387·Zbl 0717.76007号
[22] Dawson，J.R.&Worth，N.A.2013环形燃烧室内挡板对自激方位模式的影响。程序。库布斯特。第35（3）号指令，3283-3290。
[23] Evesque，S.、Polifke，W.和Pankiewitz，C.2003环形燃烧室中的旋转和方位驻留声学模式。AIAA/CEAS空气声学会议，第9卷。AIAA论文2003-3182。
[24] Fang，Y.，Yang，Y.，Hu，K.，Wang，G.，Li，J.&Zheng，Y.2021环形燃烧器中自激热声不稳定性和方位角和纵向模式间歇性切换的实验研究。物理学。流体33（8），084104。
[25] Faranda，D.，Sato，Y.，Saint-Michel，B.，Wiertel，C.，Padilla，V.，Dubrule，B.&Daviaud，F.2017湍流旋流中的随机混沌。物理学。修订稿119（1），014502。
[26] Faure-Beaulieu，A.，Indlekofer，T.，Dawson，J.&Noiray，N.2021a环形燃烧室内顺时针和逆时针旋转热声模式之间间歇过渡的实验和低阶建模。程序。库布斯特。仪器38（4），5943-5951。
[27] Faure-Beaulieu，A.，Indlekofer，T.，Dawson，J.R.&Noiray，N.2021b实际环形燃烧室的不完全对称性：跳动热声模式和异宿轨道。《流体力学杂志》925，R1·Zbl 1503.76126号
[28] Faure Beaulieu，A.和Noiray，N.2020方位波的对称破缺：布洛赫球体上的慢流动力学。物理学。流体版本5（2），023201·Zbl 1461.76398号
[29] Ferretti，F.、Chardès，V.、Mora，T.、Walczak，A.M.和Giardin，I.2020从离散数据集构建通用langevin模型。物理学。修订版X10（3），031018。
[30] Fleury，R.、Sounas，D.L.、Sieck，C.F.、Haberman，M.R.和Alú，A.2014紧凑型声循环器中的隔音和巨大的线性不可逆性。《科学》343（6170），516-519。
[31] Fournier，G.J.J.，Haeringer，M.，Silva，C.F.&Polifke，W.2021用于研究环形燃烧室内固有热声模式簇的低阶建模。事务处理。ASME J.工程燃气轮机功率143，041025。
[32] Friedrich，R.、Peinke，J.、Sahimi，M.和Reza Rahimi Tabar，M.2011通过随机方法处理复杂性：从生物系统到湍流。物理学。代表506（5），87-162。
[33] Friedrich，R.、Renner，C.、Siefert，M.和Peinke，J.2002关于“从时间序列数据中对福克-普朗克方程进行必要的有限时间修正”的评论。物理学。修订稿89（14），149401。
[34] Frishman，A.和Ronceray，P.2020从随机轨迹学习力场。物理学。版本X10（2），021009。
[35] Ghirardo，G.和Bothien，M.R.2018方位不稳定性的四元数结构。物理学。流体版本3（11），113202。
[36] Ghirardo，G.&Gant，F.2021热声方位不稳定性的平均值。J.Sound Vib.490115732号。
[37] Ghirardo，G.和Juniper，M.P.2013环形燃烧室中的方位不稳定性：静止和旋转模式。程序。R.Soc.A469（2157），20130232。
[38] Ghirardo，G.、Juniper，M.P.和Moeck，J.P.，2016环形燃烧室热声不稳定性的弱非线性分析。《流体力学杂志》805、52-87·Zbl 1454.80010号
[39] Ghirardo，G.、Nygárd，H.T.、Cuquel，A.和Worth，N.A.2021方位燃烧动力学的对称破缺模型。程序。库布斯特。仪器38，5953-5962。
[40] Gopalakrishnan，E.A.，Tony，J.，Sreelekha，E.&Sujith，R.I.2016典型热声系统中的随机分岔。物理学。修订版E94（2），022203。
[41] Humbert，S.C.、Moeck，J.、Orchini，A.和Paschereit，C.O.2021在具有电声反馈的环形燃烧室模型中，方位平均流对热声模式的结构和稳定性的影响。事务处理。ASME J.Engng燃气轮机动力143061026。
[42] Hummel，T.、Berger，F.、Hertweck，M.、Schuermans，B.和Sattelmayer，T.2017涡流稳定燃气轮机燃烧室中的高频热声调制机制——第二部分：建模和分析。事务处理。ASME J.工程燃气轮机功率139（7），071502。
[43] Hummel，T.、Berger，F.、Stadlmair，N.、Schuermans，B.和Sattelmayer，T.2018从时域数据中提取高频热声振荡的线性增长率和阻尼率。事务处理。ASME J.工程燃气轮机功率140（5），051505。
[44] Indlekofer，T.、Faure-Beaulieu，A.、Noiray，N.和Dawson，J.2021动态操作条件对环形燃烧室内富氢火焰热声响应的影响。库布斯特。火焰2232284-294。
[45] Juel，A.、Darbyshire，A.G.和Mullin，T.1997噪声对干草叉和啤酒花分叉的影响。程序。R.Soc.A453（1967），2627-2647·兹伯利0925.70311
[46] Kim，J.-W.，Gillman，W.，Emerson，B.，Wu，D.，John，T.，Acharya，V.，Isono，M.，Saitoh，T.&Lieuwen，T.2021高频横向燃烧不稳定性的模态动力学。程序。库布斯特。仪器38，6155-6163。
[47] Kim，J.，John，T.，Adhikari，S.，Wu，D.，Emerson，B.，Acharya，V.，Isono，M.，Saito，T.&Lieuwen，T.2022燃烧室方位模式的非线性动力学：实验和建模。库布斯特。火焰238111931。
[48] Krebs，W.、Flohr，P.、Prade，B.和Hoffmann，S.2002高强度燃气轮机燃烧系统的热声稳定性图。库布斯特。科学。技术.174（7），99-128。
[49] Laurent，C.、Badhe，A.和Nicoud，F.2021表示热声不稳定性低阶建模中衬里和边界的几何复杂性。J.计算。物理428110077·Zbl 07511431号
[50] Lee，M.，Kim，K.T.，Gupta，V.&Li，L.K.B.2021利用噪声诱导动力学对湍流燃烧室内热声振荡进行系统识别和预警检测。程序。库布斯特。仪器38，6025-6033。
[51] Lee，M.，Zhu，Y.，Li，L.K.B.&Gupta，V.2019通过噪声诱导动力学对低密度射流进行系统识别。《流体力学杂志》862200-215·Zbl 1415.76191号
[52] Lehle，B.&Peinke，J.2018分析由ornstein-uhlenbeck噪声驱动的随机过程。物理学。修订版E97（1），012113。
[53] Li，J.，Morgans，A.S.&Yang，L.2020a平均温度轴向变化的圆柱形和环形管道中的三维声场。Aerosp.航空公司。科学。Technol.99，105712。
[54] Li，X.，Wang，Y.，Wag，N.&Zhao，D.2020b有色噪声驱动的环形燃气轮机燃烧室内热声振荡的随机特性。J.Sound Vib.480115423号。
[55] Li，C.，Yang，D.，Li，S.&Zhu，M.2019环形燃烧室内同时轴向和横向扰动对方位热声模式的火焰响应影响的分析研究。程序。库布斯特。仪器37（4），5279-5287。
[56] Lieuwen，T.C.2003预混燃烧室内压力振荡的统计特征。J.Sound Vib.260（1），3-17。
[57] Lieuwen，T.C.2012非定常燃烧室物理。剑桥大学出版社·Zbl 1284.80001号
[58] Lieuwen，T.&Banaszuk，A.2005背景噪声对燃烧室稳定性的影响。J.普罗普尔。Power21（1），25-31。
[59] López-Caballero，M.&Burguete，J.2013三维紊流中角动量传递率维持的反向级联。物理学。修订稿110，124501。
[60] Magri，L.，Bauerheim，M.，Nicoud，F.&Juniper，M.P.，2016环形燃烧室热声非线性特征问题的稳定性分析。第二部分。不确定性量化。J.计算。物理学325，411-421·Zbl 1375.74029号
[61] Marti，G.E.，Olf，R.&Stamper-Kurn，D.M.2015环形玻色-爱因斯坦凝聚体集体激发干涉测量。物理学。修订版A91（1），013602。
[62] Megyeri，B.、Harvie，G.、Lampis，A.和Goldwin，J.2018环形腔中冷原子的定向双稳态和非互易激光。物理学。修订稿121（16），163603。
[63] Mensah，G.A.、Magri，L.、Orchini，A.和Moeck，J.P.2019非对称性对环形燃烧室热声模式的影响：高阶摄动研究。事务处理。ASME J.工程燃气轮机功率141，041030。
[64] Moeck，J.P.、Durox，D.、Schuller，T.和Candel，S.2019环形燃烧室中的非线性热声模式同步。程序。库布斯特。Inst.37（4），5343-5350。
[65] Morgans，A.S.&Stow，S.R.2007环形燃烧室燃烧不稳定性的基于模型的控制。库布斯特。火焰150，380-399。
[66] Noiray，N.2017根据湍流燃烧室中声信号包络的动力学和统计进行线性增长率估计。事务处理。ASME J.工程燃气轮机功率139（4），041503。
[67] Noiray，N.、Bothien，M.和Schuermans，B.2011环形燃气轮机分段概念的分析和数值分析。库布斯特。西奥。模型15（5），585-606·Zbl 1229.80015号
[68] Noiray，N.和Denisov，A.2017A从动态压力时间序列中识别梳状室热声增长率的方法。程序。库布斯特。Inst.36（3），3843-3850。
[69] Noiray，N.和Schuermans，B.2013a表征燃气轮机燃烧室中噪声驱动霍普夫分叉的确定量。国际非线性力学杂志50，152-163。
[70] Noiray，N.和Schuermans，B.2013b关于环形燃气轮机燃烧室中方位热声模式的动态性质。程序。R.Soc.A469（2151），20120535。
[71] Nygárd，H.T.，Mazur，M.，Dawson，J.R.&Worth，N.A.2019环形燃烧室内方位强制旋转和静止模式的火焰动力学。程序。库布斯特。仪器37，5113-5120。
[72] O'Connor，J.&Lieuwen，T.2011横向激励燃烧器的扰动场特征。库布斯特。科学。Technol.183（5），427-443。
[73] Orchini，A.、Mensah，G.A.和Moeck，J.P.2019非线性模态相互作用对环形燃烧室热声稳定性的影响。事务处理。ASME J.工程燃气轮机动力141（2），021002。
[74] Pétrélis，F.、Fauve，S.、Dormy，E.和Valet，J.P.2009地球磁场反转的简单机制。物理学。修订稿102144503。
[75] Poinsot，T.2017真实发动机中燃烧不稳定性的预测和控制。程序。库布斯特。仪器36（1），1-28。
[76] Prieur，K.、Durox，D.、Schuller，T.和Candel，S.2017一种导致环形燃烧器中旋转或静止方位角不稳定性的滞后现象。库布斯特。火焰175283-291。
[77] Rayleigh，J.L.1878某些声学现象的解释。《自然》18（455），319-321。
[78] Rice，J.E.，et al.2011托卡马克欧姆l模等离子体中的旋转反转分岔和能量限制饱和。物理学。修订稿107（26），265001。
[79] Saurabh，A.&Paschereit，C.O.2017横向声波波动影响下预混旋流火焰的动力学。库布斯特。火焰182，298-312。
[80] Schuermans，B.、Paschereit，C.O.和Monkewitz，P.2006环形燃气轮机燃烧室中的非线性燃烧不稳定性。在AIAA航空航天科学会议和展览，第44卷。AIAA论文2006-0549。
[81] Seume，J.R.、Vortmeyer，N.、Krause，W.、Hermann，J.、Hantschk，C.-C.、Zangl，P.、Gleis，S.、Vortmeyer、D.&Orthmann，A.1998主动燃烧不稳定性控制在重型燃气轮机中的应用。事务处理。ASME J.工程燃气轮机动力120（4），721-726。
[82] Shen，Z.，Zhang，Y.-L.，Chen，Y.，Zou，C.-L.，Xiao，Y.-F.，Zhou，X.-B.，Sun，F.-W.，Guo，G.-C.&Dong，C.-H.2016光机感应非互易性的实验实现。美国国家光电子学会10（10），657-661。
[83] Sieber，M.、Paschereit，C.O.和Oberleithner，K.2021湍流旋转射流中噪声驱动的全球不稳定性的随机建模。《流体力学杂志》916，A7·Zbl 1501.76026号
[84] Siegert，S.、Friedrich，R.和Peinke，J.1998随机系统数据集分析。物理学。莱特。A243，275-280·Zbl 0940.82047号
[85] Singh，S.、Roy，A.、Reeja，K.V.、Nair，A.、Chaudhuri，S.和Sujith，R.I.2021旋流稳定环形燃烧室内的间歇、二次分叉和混合模式振荡：实验和建模。事务处理。ASME J.工程燃气轮机功率143（5），051028。
[86] Smith，T.、Emerson，B.、Proscia，W.和Lieuwen，T.2018感应轴向声学在横向声火焰响应中的作用。库布斯特。火焰195140-150。
[87] Wolf，P.，Staffelbach，G.，Gicguel，L.Y.M.，Mueller，J.-D.&Poinsot，T.2012环形燃烧室方位模式的声学和大涡模拟研究。库布斯特。火焰159（11），3398-3413。
[88] Worth，N.和Dawson，J.R.2013环形燃烧室内自激方位不稳定性的模态动力学。库布斯特。火焰160（11），2476-2489。
[89] Worth，N.和Dawson，J.R.2014环形燃烧室内自激方位模式的火焰动力学和非稳态热释放速率。库布斯特。火焰161，2565-2578。
[90] Worth，N.和Dawson，J.R.2017当量比对方位燃烧不稳定性模态动力学的影响。程序。库布斯特。第36（3）号指令，3743-3751。
[91] Yang，D.，Laera，D.&Morgans，A.S.2019a环形燃烧室热声模式非线性耦合的系统研究。J.Sound Vib.456137-161。
[92] Yang，D.，Sogaro，F.M.，Morgans，A.S.&Schmid，P.J.2019b优化连接到薄环形管道的多个亥姆霍兹谐振器的声学阻尼。J.Sound Vib.444，69-84号。
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。它的项目与zbMATH标识符启发式匹配，并且可能包含数据转换错误。在某些情况下，zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献，而不声称其完整性或完全匹配。