تشکیل الگو در طول انتقال از صدای احتراق به ناپایداری ترموآکوستیک از طریق متناوب

موتورهای توربین گاز مستعد پدیده ناپایداری ترموآکوستیک هستند که برای اجزای آنها بسیار مضر است. اخیراً، در احتراق های آشفته، مشاهده شد که انتقال به ناپایداری ترموآکوستیک از طریق یک حالت میانی، معروف به متناوب، رخ می دهد، جایی که سیستم دوره هایی از رفتار منظم را نشان می دهد و به طور تصادفی در میان دینامیک های بی نظم ظاهر می شود. ما شروع متناوب و خودسازماندهی متعاقب آن را در میدان جریان واکنشی بررسی می کنیم که تحت شرایط خاص، می تواند منجر به انتقال به ناپایداری ترموآکوستیک شود. ما این انتقال را از حالت دینامیک نامنظم و نامنسجم به حالت دینامیک منظم و منسجم به عنوان شکل گیری الگو در محفظه احتراق آشفته توصیف می کنیم، با استفاده از تصاویر شعله با سرعت بالا که نشان دهنده توزیع نوسانات نرخ انتشار حرارت محلی، اندازه گیری های میدان جریان است (دو- سرعت سنجی تصویر ذرات بعدی)، فشار ناپایدار و سیگنال های نرخ انتشار گرمای جهانی. به طور جداگانه، از طریق تصاویر پراکنده مسطح Mie با استفاده از قطرات روغن، رفتار جمعی گردابه های مقیاس کوچک در تعامل و منجر به ظهور ساختارهای منسجم در مقیاس بزرگ نشان داده شده است. ما ظهور الگوهای فضایی را با استفاده از ابزارهای آماری مورد استفاده برای مطالعه انتقال در سایر سیستم های شکل دهی الگو نشان می دهیم. در این مقاله، ما پیشنهاد می کنیم که برهمکنش های در هم تنیده و بسیار پیچیده بین مقیاس های فضایی-زمانی گسترده در شعله، جریان و آکوستیک از طریق شکل گیری الگو باشد.

طبقه بندی JFM

مقالات JFM را تایپ کنید اطلاعات مجله مکانیک سیالات جلد 849 25 مرداد 1397 ص 615 - 644 کپی رایت © 2018 انتشارات دانشگاه کمبریج

دسترسی به گزینه ها

با استفاده از یکی از گزینه های دسترسی زیر به نسخه کامل این محتوا دسترسی پیدا کنید.(گزینه های ورود به سیستم، دسترسی سازمانی یا شخصی را بررسی می کنند. اگر دسترسی ندارید، ممکن است نیاز به خرید داشته باشد.)

منابع

Ball, P. & Borley, N. R. 1999 The Self-Made Tapestry: Patte Formation in Nature, vol. 198 . انتشارات دانشگاه آکسفورد. Google Scholar

Bayliss, A. & Matkowsky, B. J. 1991 انشعاب، شکل گیری الگو و آشوب در احتراق. در مسائل دینامیکی در نظریه احتراق، ص 1 35. Springer . Google Scholar

Busse, F. H. 1978 خواص غیر خطی همرفت حرارتی. Rep. Prog. فیزیک41 ( 12 ), 1929 - 1967 . CrossRefGoogle Scholar

Chaudhuri ، S. 2015 زندگی ذرات شعله تعبیه شده در شعله های پیش از این تعامل با تلاطم ایزوتروپیک نزدیک. پروکاحتراقInst35 (2) ، 1305 - 1312 . CrossrefGoogle Scholar

Cliff ، A. D. & Ord ، J. K. 1973 همبستگی مکانی ، جلد. 5Pion . Google Scholar

Croquette ، V. 1989a دینامیک الگوی همرفتی در تعداد کم Prandtl: قسمت اول. مسلمفیزیک30 (2) ، 113 - 133 . CrossrefGoogle Scholar

Croquette ، V. 1989b الگوی همرفتی دینامیک در تعداد کم Prandtl: قسمت دوم. مسلمفیزیک30 (3) ، 153 - 171 . CrossrefGoogle Scholar

Cross ، M. C. & Hohenberg ، P. C. شکل گیری الگوی 1993 در خارج از تعادل. Rev. Mod. فیزیک65 (3) ، 851 - 1112 . CrossrefGoogle Scholar

Cross ، M. C. & Hohenberg ، P. C. 1994 هرج و مرج Spatiotemporal. Science 263 (5153) ، 1569 - 1570 . CrossrefGoogle ScholarPubmed

Culick ، F. E. C. & Yang ، V. 1995 نمای کلی از بی ثباتی احتراق در موتورهای موشک پروانه مایع. لیکاحتراق موتور موشک. بی ثباتی 169 ، 3 - 37. Google Scholar

Dakos ، V. ، Van Nes ، E. H. ، Donangelo ، R. ، Fort ، H. & Scheffer ، M. 2010 همبستگی مکانی به عنوان شاخص برجسته تغییرات فاجعه بار. نظریهECOL3 (3) ، 163 - 174 . CrossrefGoogle Scholar

Dowling ، A. P. & Morgans ، A. S. 2005 کنترل بازخورد نوسانات احتراق. Auمچوی سیال. 37 ، 151 - 182 . CrossrefGoogle Scholar

Ducruix ، S. ، Schuller ، T. ، Durox ، D. & Candel ، S. 2003 دینامیک و بی ثباتی احتراق: مکانیسم های اتصال ابتدایی و رانندگی. J. Propul. Power 19 (5) ، 722 - 734. Google Scholar

Eckart ، C. 1948 تجزیه و تحلیل فرآیندهای همزن و مخلوط کردن در مایعات غیر قابل فشار. J. مارس Res. 7 (3) ، 265 - 275. Google Scholar

Field ، M. & Golubitsky ، M. 2009 تقارن در هرج و مرج: جستجوی الگوی در ریاضیات ، هنر و طبیعت. SIAM . CrossrefGoogle Scholar

George ، N. B. ، Ui ، V. R. ، Raghunathan ، M. & Sujith ، R. I. 2018 دینامیک Spatiotemporal در هنگام انتقال به بی ثباتی حرارتی: تأثیر شدت تلاطم. Intl J. Combust. dyn.، doi: 10. 1177/1756827717750073. CrossrefGoogle Scholar

Getis ، A. 2009 ماتریس وزن مکانی. جغرافیامقعد41 (4) ، 404 - 410 . CrossrefGoogle Scholar

Getis ، A. & Aldstadt ، J. 2010 ساخت ماتریس وزن مکانی با استفاده از یک آمار محلی. در چشم انداز تجزیه و تحلیل داده های مکانی ، صص 147 - 163. Springer . CrossrefGoogle Scholar

Gollub ، J. P. & Langer ، J. S. شکل گیری الگوی 1999 در فیزیک عدم تعادل. Rev. Mod. فیزیک71 (2) ، S396 - S403 . CrossRefGoogle Scholar

Gunaratne ، G. H. ، Ouyang ، Q. & Swiey ، H. L. 1994 شکل گیری الگوی در حضور تقارن. فیزیکRev. E 50 (4) ، 2802 - 2820. Google ScholarPubmed

Gurubaran ، K. 2005 رفتار اسپری در مزارع آکوستیک. پایان نامه کارشناسی ارشد ، گروه مهندسی هوافضا ، IIT Madras. Google Scholar

Guttal ، V. & Jayaprakash ، C. 2009 واریانس مکانی و پوستی فضایی: شاخص های پیشرو در تغییر رژیم در سیستم های زیست محیطی مکانی. نظریهECOL2 (1) ، 3 - 12 . CrossRefGoogle Scholar

Ho ، C. M. & Nosseir ، N. S. 1981 دینامیک یک جت تحریک کننده. قسمت 1. پدیده بازخورد. J. Fluid Mech. 105 ، 119 - 142 . CrossrefGoogle Scholar

Jakubith ، S. ، Rotermund ، H. H. ، Engel ، W. ، Von Oertzen ، A. & Ertl ، G. 1990 الگوهای غلظت فضایی مکانی در یک واکنش سطحی: پخش و امواج ایستاده ، مارپیچ های چرخان و تلاطم. فیزیکروحانی لت. 65 (24) ، 3013 - 3016 . CrossRefGoogle Scholar

Kéfi ، S. ، Guttal ، V. ، Brock ، W. A. ، Carpenter ، S. R. ، Ellison ، A. M. ، Livina ، V. N. ، Seekell ، D. A. ، Scheffer ، M. ، Van Nes ، E. H. & Dakos ، V. 2014 سیگنال های هشدار اولیه اکولوژیکیانتقال: روش هایی برای الگوهای مکانی. PLOS ONE 9 (3) ، E92097 . CrossrefGoogle ScholarPubMed

Kheirkhah ، S. ، Geraedts ، B. D. ، Saini ، P. ، Venkatesan ، K. & Steinberg ، A. M. 2016 روابط فاز ترموکوستیک محلی غیر ثابت در یک احتراق توربین گازی. پروکاحتراقInst36 (3) ، 3873 - 3880 . CrossrefGoogle Scholar

Kheirkhah ، S. & Gülder ، ö. L. 2013 احتراق پیش فرض آشفته در شعله های V شکل: ویژگی های جلو شعله. فیزیکمایعات 25 (5) ، 055107 . CrossRefGoogle Scholar

Kirthy ، S. K. ، Hemchandra ، S. ، Hong ، S. ، Shanbhogue ، S. & Ghoniem ، A. F. 2016 نقش ناپایداری لایه برشی در نوسانات فشار رانندگی در یک احتراق گام به عقب. در ASME Turbo Expo 2016: کنفرانس فنی Turbomachinery و نمایشگاه ، صص V04BT04A010 - V04BT04A010. انجمن مهندسان مکانیک آمریکا. Google Scholar

Knobloch ، E. & Moehlis ، J. 1999 مکانیسم های پشت سر هم برای سیستم های هیدرودینامیکی. در شکل گیری الگوی در سیستم های مداوم و همراه ، صص 157 - 174. Springer . CrossrefGoogle Scholar

Komarek, T. & Polifke, W. 2010 تأثیر نوسانات چرخشی بر پاسخ شعله یک مشعل چرخشی کاملاً مخلوط شده. J. Engng Gas Turbines Power 132 ( 6 ), 061503 . CrossRefGoogle Scholar

Lieuwen, T. & Zi, B. T. 1998 نقش نوسانات نسبت هم ارزی در ایجاد ناپایداری های احتراق در توربین های گازی کم گاز. در سمپوزیوم (بین المللی) احتراق، جلد. 27، ص 1809 1816. Elsevier . Google Scholar

Lieuwen, T. & Zi, B. T. 2000 کاربرد انبساط چند قطبی برای تولید صدا از فرآیندهای احتراق ناپایدار مجرای. J. صدا ویب. 235 ( 3 ), 405 - 414 . CrossRefGoogle Scholar

Lieuwen, T. C. 2002 بررسی تجربی نوسانات سیکل حدی در یک احتراق توربین گازی ناپایدار. جی. پروپول. Power 18 (1), 61 67. CrossRefGoogle Scholar