锚定于圆柱的火焰的全局线性稳定性分析
流体动力学
2022-11-11 v2
摘要
本研究考察了锚定在方形圆柱上并限制于通道内的层流预混火焰的线性稳定性。许多现代线性分析概念已围绕非反应钝体尾流发展并验证，本文旨在探究这些工具能否以同样的成功应用于类似构型下的反应流研究。研究发现，与低马赫数极限下采用简单一步反应机理的直接数值模拟相比，对稳态反应流态的线性不稳定性分析准确预测了极限环振荡起始的临界流动参数。此外，线性分析预测了火焰点火的强稳定效应，这与已有实验和数值模拟一致。然而，研究发现点火尾流中的不稳定性在足够高雷诺数下才出现，且线性波源分析将该不稳定性表征为由与非反应尾流类似的水动力机制驱动。在该不稳定区间内，非线性极限环火焰振荡的频率可通过对时间平均均值流进行的线性本征模分析准确获取，前提是线性化完整的反应流方程组。反之，若从线性模型中排除密度和非稳态反应率的不稳定性，则线性与非线性动力学之间的一致性丧失。
引用
@article{arxiv.2203.02305,
title = {Global linear stability analysis of a flame anchored to a cylinder},
author = {Chuhan Wang and Lutz Lesshafft and Kilian Oberleithner},
journal= {arXiv preprint arXiv:2203.02305},
year = {2022}
}