基于火焰化学发光与稀疏米氏散射的物理信息数据驱动 Jet A-1 喷雾特性预测
流体动力学
2022-12-13 v1
摘要
本文开发了一个基于时间滞后与线性回归的框架，并评估了其利用火焰化学发光与稀疏液滴数数据预测时间分辨喷雾液滴数的性能。分别采用压力测量、干涉激光成像液滴尺寸测量、阴影成像与火焰化学发光进行喷雾表征。为开发该框架并预测液滴数，进行了同步 10 kHz 火焰化学发光与 0.2 Hz 米氏散射测量。实验中使用了甲烷和/或 Jet A-1。考察了三种工况：完全预混甲烷与空气、Jet A-1 喷雾、以及预混甲烷与空气火焰中的 Jet A-1 喷雾。在所有测试工况下，燃料与空气流量均被调节以产生固定的 10 kW 功率。结果表明，空间平均火焰化学发光的频率以及液滴数量与质量（反应与非反应工况下）的振荡频率相匹配；然而，这些频率与压力波动的频率并不匹配。这表明火焰化学发光的动力学由燃料喷射系统驱动。对于频率成分匹配的信号，开发了一个数据驱动框架，利用输入信号（火焰化学发光）预测目标信号（喷雾液滴数）。所开发框架在测试喷雾工况下的性能得到评估，预测的液滴数与实测值吻合良好。对于燃气涡轮发动机燃烧研究，该框架具有重要意义，因为它有助于理解在喷雾数据稀疏可得情况下的时间分辨喷雾特性。
引用
@article{arxiv.2212.05543,
title = {Physics-informed data-driven prediction of Jet A-1 spray characteristics using time-resolved flame chemiluminescence and sparse Mie scattering},
author = {Liam Krebbers and Sajjad Mohammadnejad and Ali Rostami and Sina Kheirkhah},
journal= {arXiv preprint arXiv:2212.05543},
year = {2022}
}