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题名旋流预混燃烧室火焰描述函数分析及其自激热声计算
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作者
余志健
杨旸
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机构
中国科学院工程热物理研究所先进燃气轮机实验室
中国科学院大学工程科学学院
中国科学院中科南京未来能源系统研究院
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出处
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第1期169-181,共13页
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基金
国家科技重大专项(J2019-Ⅲ-0020-0064)。
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文摘
为考察运行参数对火焰描述函数的影响,及验证结合火焰描述函数的燃烧室热声不稳定数值预测方法可行性,测量了一燃气轮机典型旋流部分预混火焰不同运行参数下的火焰描述函数,并结合该实测火焰描述函数及热态阻尼率,采用亥姆霍兹法数值预测了燃烧室自激热声振荡参数。结果表明,该旋流部分预混火焰的火焰描述函数具有低通和带通增益峰,随激励振幅增加,增益不断降低;相位值与频率基本呈线性关系。当量比较低时,火焰描述函数主要呈现火焰拉伸效应引起的低通增益峰;随当量比增加,低通增益逐渐减弱,涡脱落效应引起的带通增益峰逐渐加强。随空气流量增加,火焰描述函数高增益频率带明显拓宽,而高增益对应的施特劳哈尔数St边界变化较小,增益峰均位于St=0.23和0.80附近。结合实测火焰描述函数、热态有火焰下阻尼率及温度分布,亥姆霍兹法数值预测的特征频率相对误差约10%,速度振幅比绝对误差在0.05以下。
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关键词
热声不稳定
火焰描述函数
旋流预混火焰
运行参数
亥姆霍兹法
数值预测
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Keywords
Thermo-acoustic instability
Flame describing function
Swirled premixed flame
Operating conditions
Helmholtz method
Numerical prediction
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分类号
V231.2
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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题名横纵向声场作用下预混火焰非线性热声响应
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作者
罗赛
王子璇
王鹏程
张思懿
李敬轩
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机构
北京航空航天大学宇航学院
北京航空航天大学能源与动力工程学院
航天液体动力全国重点实验室
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出处
《火箭推进》
北大核心
2025年第1期93-101,共9页
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基金
国家自然科学基金(52376089)
国家自然科学基金青年学生基础研究项目(523B2063)
北京市自然科学基金(L241003)
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文摘
液体火箭发动机燃烧室中,除了常见的纵向不稳定燃烧模态外,还存在更为复杂的横向不稳定燃烧模态。然而,现有基础研究主要集中于纵向声波模态,对横向声波模态的研究相对较为薄弱。因此,深入探究火焰在横向声波模态下的响应特性具有重要意义。为此,构建了一种能够模拟横向声波模态的矩形燃烧室,通过实验对比不同喷嘴长度(厚度)条件下,层流锥形预混火焰在横向同相外激和纵向外激作用下的火焰描述函数及火焰形状的动态响应特性。实验结果表明,尽管横向同相外激与纵向外激的火焰描述函数整体趋势相近,但在约140 Hz处,横向同相外激的火焰描述函数出现了显著峰值。这表明在该特征频率下,除了纵向压力脉动外,横向速度脉动也显著作用于锥形层流火焰,激发了更强烈的热释放率脉动。
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关键词
不稳定燃烧
火焰描述函数
层流预混火焰
横向模态
纵向模态
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Keywords
combustion instability
flame describing function
laminar premixed flame
transverse mode
longitudinal mode
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分类号
V430
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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题名发动机燃烧室中火焰对来流扰动的动态响应研究综述
被引量：1
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作者
杨立军
刘晓康
田雨
姜霄震
李敬轩
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机构
北京航空航天大学宇航学院
北京航空航天大学宁波创新研究院先进飞行器与空天动力创新研究中心
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出处
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第4期580-595,共16页
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基金
国家自然科学基金(11927802)。
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文摘
以航空航天发动机和工业燃气轮机燃烧室中的热声振荡为背景,介绍了热声不稳定性的基本概念和物理特性。首先,讨论了燃烧室中火焰对来流扰动的动态响应,分析了受扰动影响时火焰热释放率的脉动过程,回顾了火焰传递函数和火焰描述函数的实验、仿真和理论研究方法及结果。之后,讨论并分析了横纵向扰动、纵向双频率扰动以及考虑火焰曲率效应下的火焰响应特性。最后,介绍了近年来学界发现的一种与火焰响应密切相关的热声不稳定现象——固有热声不稳定,探究了火焰响应对固有热声不稳定模态的影响作用,分析了火焰响应在燃烧室热声振荡系统中的作用。
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关键词
火焰锋面动力学
火焰传递函数
火焰描述函数
固有热声不稳定
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Keywords
Flame front kinematics
Flame transfer function
Flame describing function
Intrinsic thermoacoustic instability
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分类号
V434
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
V235
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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