半突扩燃烧室内流动声学耦合的 CFD-CAA 模拟
流体动力学
2021-02-25 v1
摘要
本文报道了利用计算气动声学模拟对不同流动雷诺数下甲烷-空气非预混半突扩燃烧室内燃烧不稳定性的研究。为模拟湍流条件下的流动物理,采用脱体涡模拟结合广义涡耗散模型,而基于 Lighthill 声学类比的 CAA 公式用于计算声场。观察到非定常压力信号要么主要源于管道的自然声学模态,要么源于突扩面下游涡脱落过程中的局部流动脉动,从而在较低 Re 下不同空间位置产生不同的主导频率,在较高 Re 下产生单一的主导锁定频率。采用无量纲数(亥姆霍兹数和斯特劳哈尔数)来区分管道声学模态与涡脱落模态。在反应流条件下,监测非定常热释放与压力振荡以计算 Rayleigh 指数,从而验证不稳定性在不同频率水平下是驱动还是阻尼。此外,预测的亥姆霍兹数和斯特劳哈尔数与公开文献中宽范围 Re 下的实验数据吻合极好。
引用
@article{arxiv.2102.12052,
title = {CFD-CAA simulation of flow acoustic coupling in a half-dump combustor},
author = {Ashoke De and Abhijit Kushari and Sudharsan K and GeethaSri Konreddy},
journal= {arXiv preprint arXiv:2102.12052},
year = {2021}
}