外部旋流中小尺度浮力扩散火焰振荡器的动力学行为

本文通过计算研究了外部旋流中的小尺度闪烁浮力扩散火焰,着重识别并刻画不同旋流条件下火焰振荡器的多种 distinct 动力学行为。通过改变外部旋流,我们在物理空间与相空间中计算识别了六种 distinct 火焰动力学模态,即闪烁火焰、振荡火焰、稳态火焰、抬升火焰、螺旋火焰及带涡泡火焰,并从涡动力学角度进行分析。具体而言,在弱旋流区,浮力诱导的火焰闪烁频率随旋流强度非线性增加。进一步增大旋流强度会使涡脱落发生于火焰尖端附近或火焰下游,火焰停止闪烁但以小振幅振荡或保持稳态。足够高的旋流强度会在火焰根部局部熄灭火焰,导致抬升火焰。此外,在大旋角下发现了火焰的螺旋模态与涡泡模态。通过构建刻画火焰内流动的相图,我们在相空间中呈现并比较了这些动力学行为。