八重层流扩散火焰振荡器集体动力学行为的计算识别与 Stuart-Landau 建模
流体动力学
2025-03-04 v3
摘要
由多个火焰喷嘴组成的环形燃烧室在许多工业过程中被频繁使用，例如火箭发动机和燃气轮机。在本研究中，我们提出了一种针对环形燃烧问题的新方法，重点关注其个体所不具备的集体动力学行为。通过计算和理论方法研究了一系列由八个闪烁层流浮力扩散火焰组成的圆形阵列。从涡动力学的角度，计算识别并解释了五种不同的动力学模式，如合并同相模式、旋转、闪烁熄灭、部分闪烁熄灭和反相模式。基于归一化火焰频率 f/f_0 和组合参数 ({\alpha}-1)Gr^1/2 获得了统一的形态图，其中 {\alpha}=l/D 是火焰间距 l 与火焰喷嘴直径 D 的比值，Gr 是 Grashof 数。从同相模式和反相模式到完全或部分闪烁熄灭的分岔转变发生在 ({\alpha}-1)Gr^1/2=655+-55 处。此外，利用带有时间延迟耦合的 Stuart-Landau 模型重现了八重振荡器火焰系统的一般特征和集体模式。
引用
@article{arxiv.2312.02018,
title = {Computational Identification and Stuart-Landau Modeling of Collective Dynamical Behaviors of Octuple Laminar Diffusion Flame Oscillators},
author = {Tao Yang and Yuan Ma and Peng Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.02018},
year = {2025}
}
备注
research paper (32 pages, 11 figures)