富氢稀薄燃烧中的耦合热声相互作用
流体动力学
2023-05-08 v1
摘要
本文提出一个研究技术预混旋流火焰中流场速度与声压及放热率同步化的框架。该框架使用扩展本征正交分解来识别速度场中与速度和放热波动高度相关的区域。我们将此框架应用于研究以富氢天然气运行的技术预混、旋流稳定燃气轮机模型燃烧室中周期1与周期2型热声不稳定性相关的耦合相互作用。利用扩展POD，我们找到了与流场主导相干结构相关的火焰面与放热率结构。我们观察到，在周期1振荡的热声不稳定性期间，流场速度、火焰面与放热率场中的相关结构共享相同空间区域。在周期2振荡情形下，火焰面与放热率场的结构强相关，但这些结构对流场相干结构的贡献较小。利用流场速度场主导POD模态的时间系数，我们还分别观察到在周期1与周期2振荡状态下，声压、放热率与时间序列及速度场前两个主导POD模态时间系数之间出现1:1与2:1频率锁定行为。这些指示潜在相位同步状态的频率锁定状态，随后与流场速度场中的相干结构相关联。
引用
@article{arxiv.2305.03415,
title = {Coupled thermoacoustic interactions in hydrogen enriched lean combustion},
author = {Abhishek Kushwaha and Amitesh Roy and Ianko Chterev and Isaac Boxx and R. I. Sujith},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.03415},
year = {2023}
}