速度脉动下分层旋流火焰动态传播结构提取

• 作者: 张弛 陶超 韩啸 周宇晨 林宇震
• 来源期刊: 推进技术
• 学科: 航空航天
• 关键词: 航空发动机燃烧室 分层旋流火焰 重定向POD 传播结构 燃烧不稳定性
• 年，卷（期）: 2021,（1）
• 所属期刊栏目: 燃烧 传热 传质
• 页码范围: 173-184
• 页数: 12页
• 分类号: V231.2
• 语种: 中文
• DOI: 10.13675/j.cnki.tjjs.200343

摘要

为了深刻理解分层旋流火焰的动态结构,开展了分层旋流火焰动态的模态分析和参数化研究.实验在BASIS(北京航空航天大学发展的具有台阶隔离段的独立分层旋流燃烧器)上开展,以甲烷为燃料预混燃烧,使用高速摄像捕捉了速度脉动下的CH*化学发光信号动态图像.利用传统的本征正交分解(POD)和重定向POD分析了火焰动态特性,并利用重定向POD提取了火焰动态中沿着轴向和径向的周期性传播结构,传播结构的频率与速度脉动频率保持一致,且轴向模态的传播结构最为明显.同时,研究了总当量比对重定向POD模态的影响,分析表明:总当量比增大时,重定向POD模态的拓扑结构会发生变化;重定向POD模态中出现了错位现象,这种现象与相平均图像中的火焰传播行为保持一致.重定向POD方法能够有效提取旋流火焰动态中的传播结构,为旋流火焰燃烧不稳定性的机理研究提供了一种分析工具.