基于REDIM方法构建的亚网格燃烧模型及其应用 被引量：5

1

作者 王蔡军 陆少杰 王平 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期4948-4959,共12页

将近年发展的详细反应机理简化方法:反应-扩散流形(REDIM)方法与假定滤波密度函数相结合,构造了新的亚网格燃烧模型。由于REDIM方法既能描述快速反应状态又能描述扩散过程起主导作用的慢速反应状态,因此新构造的燃烧模型理论上可用于计... 将近年发展的详细反应机理简化方法:反应-扩散流形(REDIM)方法与假定滤波密度函数相结合,构造了新的亚网格燃烧模型。由于REDIM方法既能描述快速反应状态又能描述扩散过程起主导作用的慢速反应状态,因此新构造的燃烧模型理论上可用于计算扩散和化学反应均起重要作用的湍流部分预混燃烧及分层燃烧模式。为了验证其性能,利用新模型对基准的Darmstadt湍流分层火焰燃烧器进行了大涡模拟(LES)计算:首先分别采用粗、细两种网格对无反应湍流状态进行了计算,以检验网格精度;随后对一个有分层效应的湍流燃烧状态进行了计算。LES计算得到的速度、温度、组分等统计信息与实验结果吻合良好,验证了新亚网格燃烧模型在预测湍流分层火焰方面的能力。 展开更多

关键词 湍流 反应动力学 数值模拟 反应机理简化 反应-扩散流形 大涡模拟 分层火焰 假定滤波密度函数

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工况压力对分层火焰系统中压力振荡的影响（英文） 被引量：3

2

作者 秦皓 林宇震 李继保 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期1882-1892,共11页

为了研究工况压力对分层火焰系统中压力振荡频率的影响,通过实验方法测量了不同工况压力下分层火焰燃烧系统中的压力振荡特性,通过基于火焰响应模型的理论分析方法研究了压力振荡频率变化的原因。实验测试结果表明,当进口压力降低从2.6... 为了研究工况压力对分层火焰系统中压力振荡频率的影响,通过实验方法测量了不同工况压力下分层火焰燃烧系统中的压力振荡特性,通过基于火焰响应模型的理论分析方法研究了压力振荡频率变化的原因。实验测试结果表明,当进口压力降低从2.6MPa降低至1.4MPa时,压力振荡频率具有规律性的减小约4%;而相对振荡幅值保持在0.2~0.3范围内,没有明显的规律。火焰响应模型的计算结果显示,雾化过程对火焰的响应特性影响最大。 展开更多

关键词 分层火焰 工况压力 火焰响应模型

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限制域形状对分层火焰和燃烧不稳定性的影响 被引量：2

3

作者 宋恒 刘玉治 +2 位作者 王欣尧 韩啸 林宇震 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期215-224,共10页

为了研究中心分级燃烧室中限制域形状对火焰结构及燃烧不稳定性的影响,实验过程中,选择带有CH*滤镜的相机拍摄火焰图像,采用动态压力传感器测量压力脉动。结果表明,突扩限制域和斜坡限制域中的时均火焰结构相似,但突扩限制域中的火焰动... 为了研究中心分级燃烧室中限制域形状对火焰结构及燃烧不稳定性的影响,实验过程中,选择带有CH*滤镜的相机拍摄火焰图像,采用动态压力传感器测量压力脉动。结果表明,突扩限制域和斜坡限制域中的时均火焰结构相似,但突扩限制域中的火焰动态结构呈现出周期性变化,并伴随着压力振荡。而斜坡限制域中的火焰动态结构基本不变,且压力脉动接近于零,主要原因是斜坡限制域中的旋涡脱落过程受限,旋涡与火焰的相互作用被大幅削弱。通过改变主燃级通道流速调节延迟时间,发现突扩限制域中会出现压力振幅的周期性变化,而斜坡限制域中始终保持稳定燃烧。本文的研究表明,使用斜坡限制域有潜力成为在宽工况范围内有效抑制燃烧不稳定的被动控制方法。 展开更多

关键词 限制域形状 分层火焰 燃烧不稳定 突扩限制域 斜坡限制域

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三岔火焰及分层火焰的直接数值模拟分析

4

作者 曾海翔 王平 +2 位作者 余倩 李伟超 陈明敏 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期524-532,共9页

采用甲烷-空气详细反应机理对4种部分超出可燃极限的层流火焰状态开展了直接数值模拟,包括“焰后支持”和“焰前支持”两种布局的分层火焰和两种不同当量比分布的三岔火焰,并对火焰结构进行了分析.将计算域内各网格单元的热力学状态投... 采用甲烷-空气详细反应机理对4种部分超出可燃极限的层流火焰状态开展了直接数值模拟,包括“焰后支持”和“焰前支持”两种布局的分层火焰和两种不同当量比分布的三岔火焰,并对火焰结构进行了分析.将计算域内各网格单元的热力学状态投影到二维化学反应-扩散流形(REDIM)表格中,发现N2和CO2的散点图分布都位于同一个二维REDIM表格中,表明该二维REDIM表格对这4个燃烧状态均能良好描述.此外,为了检验火焰指数的概念,对这4个燃烧状态的火焰结构进行了分析.结果表明:虽然火焰指数可以部分反映火焰内部的燃烧状态,但对于火焰-三岔点的描述不够合理,有必要对其表达式进行改进和完善. 展开更多

关键词 层流火焰 分层火焰 三岔火焰 REDIM方法 直接数值模拟

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剪切层强度对湍流分层火焰传播特性的影响 被引量：1

5

作者 张春 王平 +2 位作者 侯天增 王蔡军 余倩 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期376-382,共7页

采用REDIM-PFDF模型对Darmstadt湍流分层火焰进行了大涡模拟,分别计算了有分层无剪切效应的状态(A-r)和有分层有剪切的状态(C-r),研究分析了分层剪切效应对于湍流分层火焰传播机制的影响.重点对反应层与混合层的交叉角?变化情况进行了... 采用REDIM-PFDF模型对Darmstadt湍流分层火焰进行了大涡模拟,分别计算了有分层无剪切效应的状态(A-r)和有分层有剪切的状态(C-r),研究分析了分层剪切效应对于湍流分层火焰传播机制的影响.重点对反应层与混合层的交叉角?变化情况进行了详细分析.结果发现,A-r和C-r均以焰后支持火焰传播模式为主,但由于C-r中增加了很强的剪切效应,导致湍流增强,分层效应被弱化,促进了燃料混合,出现焰前支持火焰传播模式的概率有所增加. 展开更多

关键词 反应-扩散流形 分层火焰 剪切效应 大涡模拟

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湍流分层射流火焰的直接数值模拟

6

作者 任嘉豪 王海鸥 +1 位作者 罗坤 樊建人 《燃烧科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期673-678,共6页

使用直接数值模拟和详细化学反应机理研究了三维甲烷/空气湍流分层射流火焰.火焰呈V形,由稳燃棒进行稳燃.分析了不同流向位置处的火焰分层现象,在上游出现了前支撑火焰,下游出现了后支撑火焰.下游火焰的燃烧强度大于上游火焰的.通过对... 使用直接数值模拟和详细化学反应机理研究了三维甲烷/空气湍流分层射流火焰.火焰呈V形,由稳燃棒进行稳燃.分析了不同流向位置处的火焰分层现象,在上游出现了前支撑火焰,下游出现了后支撑火焰.下游火焰的燃烧强度大于上游火焰的.通过对火焰结构的进一步分析,发现前支撑燃烧向后支撑燃烧的转变与H2基团在产物侧的积累有关.同时,后支撑火焰中出现了H2基团的优先输运现象,这增强了预热区的化学反应强度,从而增强了燃烧强度.对火焰位移速度与切向应变率的联合分布的分析表明,较小的切向应变率对应较大的位移速度.与下游相比,上游负火焰位移速度的概率较大,这是由较大的正切向应变率造成的. 展开更多

关键词 湍流燃烧 分层火焰 直接数值模拟 后支撑燃烧

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同心旋流分层火焰的外激脉动特性统计学分析 被引量：16

7

作者 张弛 王波 +2 位作者 邹鹏飞 林宇震 李继保 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期1801-1808,共8页

为了更深入地理解民用航空发动机低排放燃烧室中的同心旋流分层火焰脉动机制,以丙烷为燃料,在100Hz频率的外激条件下对该类旋流火焰的CH~*化学发光图像进行高频采样,重点通过本征正交分解法(POD)的统计学分析,提取其时间和空间域内的脉... 为了更深入地理解民用航空发动机低排放燃烧室中的同心旋流分层火焰脉动机制,以丙烷为燃料,在100Hz频率的外激条件下对该类旋流火焰的CH~*化学发光图像进行高频采样,重点通过本征正交分解法(POD)的统计学分析,提取其时间和空间域内的脉动特征。分析结果表明,旋流火焰中4个最主要的脉动模态分别是轴向振荡、径向振荡、火焰脱落和非对称螺旋运动,并且模态1轴向振荡和模态2径向振荡之间具有显著相关性。POD分析方法可作为中心分级贫油预混燃烧不稳定性机理探索的有效手段。 展开更多

关键词 航空发动机 燃烧室 低排放 同心旋流分层火焰 本征正交分解

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PFI/DI喷射对米勒循环汽油机燃烧特性的影响 被引量：8

8

作者 杨志伟 谢辉 +2 位作者 陈韬 吴中浪 赵华 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期52-59,共8页

为削弱泵气损失大、压缩比和工质比热容低等问题对汽油机常用部分负荷热效率的制约作用,基于配备进气道喷射(portfuelinjection,PFI)和缸内直喷(directinjection,DI)双喷系统的高压缩比米勒循环汽油机,系统探究了进气门早关策略对汽油... 为削弱泵气损失大、压缩比和工质比热容低等问题对汽油机常用部分负荷热效率的制约作用,基于配备进气道喷射(portfuelinjection,PFI)和缸内直喷(directinjection,DI)双喷系统的高压缩比米勒循环汽油机,系统探究了进气门早关策略对汽油机部分负荷热效率的影响规律.研究表明,应用米勒循环可有效调控歧管压力和泵气损失,通过综合优化气门相位、点火策略和节气门开度,相较于原机在2000 r/min,平均指示有效压力(IMEP)0.36 MPa工况指示热效率由32.4%提升至36.4%.针对高压缩比米勒循环小负荷燃烧稳定性恶化问题,提出采用分层火焰引燃(stratifiedflameignition,SFI)混合燃烧技术实现对燃烧放热过程的优化控制.研究表明,SFI燃烧可有效提高燃烧稳定性,平均指示有效压力的循环变动COVIMEP降幅达64.9%.而后期自燃的参与使得放热更为集中迅速,指示热效率由纯米勒循环下的36.4%提升至37.8%. 展开更多

关键词 汽油机 米勒循环 分层火焰引燃 循环变动 燃油经济性

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喷油策略对分层火焰引燃混合燃烧影响的研究 被引量：5

9

作者 李洪涛 谢辉 +2 位作者 陈韬 付雪青 赵华 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期112-117,共6页

通过一台单缸汽油机,采用进气道喷射(PFI)和缸内直喷(DI)实现燃油分层,结合火花点火实现分层火焰引燃(SFI)混合燃烧,探索了点火时刻、直喷比例和直喷时刻对SFI混合燃烧特性的影响.结果表明:点火时刻直接影响前期火焰传播放热过程,进而... 通过一台单缸汽油机,采用进气道喷射(PFI)和缸内直喷(DI)实现燃油分层,结合火花点火实现分层火焰引燃(SFI)混合燃烧,探索了点火时刻、直喷比例和直喷时刻对SFI混合燃烧特性的影响.结果表明:点火时刻直接影响前期火焰传播放热过程,进而实现对后期放热过程的有效控制,而直喷比例和直喷时刻则直接影响缸内燃油分布,进而影响SFI燃烧特性.点火时刻提前,使火焰传播阶段的平均放热速率增加,自燃始点提前;直喷比例增加,可以提升前期火焰传播阶段的平均放热速率,但是后期自燃阶段的平均放热速率呈先增加后减小趋势;直喷时刻为上止点前60°,CA时,火焰传播阶段和自燃阶段的平均放热速率都达到最高,但此时的传热损失也最大.通过优化直喷比例和直喷时刻,可以实现燃油经济性的提升,在转速为1,500,r/min、平均指示压力(IMEP)约为0.7,MPa工况下,优化后的SFI混合燃烧相比于纯均质混合气稀释燃烧,指示热效率可以提升7.4%,. 展开更多

关键词 汽油机 分层火焰引燃 混合燃烧 自燃始点 平均放热速率

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PFI/DI喷射对分层火焰引燃的SI-CAI混合燃烧的影响 被引量：2

10

作者 江维海 谢辉 +2 位作者 宋康 陈权 赵华 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期433-440,共8页

针对均质SI-CAI混合燃烧存在循环波动大、较高负荷下最大压力升高率过高等问题,提出一种基于分层火焰引燃(stratified flame ignition,SFI)的SI-CAI混合燃烧技术.并在一台直喷(DI)四缸汽油机上,采用内部废气重压缩策略配合进气道喷射(P... 针对均质SI-CAI混合燃烧存在循环波动大、较高负荷下最大压力升高率过高等问题,提出一种基于分层火焰引燃(stratified flame ignition,SFI)的SI-CAI混合燃烧技术.并在一台直喷(DI)四缸汽油机上,采用内部废气重压缩策略配合进气道喷射(PFI)方式实现了SFI燃烧.探索了PFI/DI喷射对SFI燃烧特性的影响规律.研究结果表明,随着直喷时刻在压缩冲程初期的推迟,直喷燃油的物理冷却作用使得燃烧始点推迟,同时分层的稀释混合气使得最大压力升高率大幅下降,但指示平均有效压力IMEP略微恶化;过晚的直喷时刻将导致自燃燃烧提前,放热变快,最大压力升高率迅速增大,IMEP恶化显著,循环变动变大.直喷比例的增大能大大降低最大压力升高率,同时能够保持稳定的燃烧.点火时刻在不同的喷油策略下都能有效控制SFI燃烧过程.相比均质混合燃烧,SFI燃烧可以较好地缓和混合燃烧中最大压升率与燃烧稳定性的矛盾,能同时保证较低循环波动和较小压升率. 展开更多

关键词 混合燃烧 分层火焰引燃 PFI/DI 最大压升率 循环变动

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复合稀释燃烧汽油机分层火焰特征

11

作者 姚远 陈韬 +1 位作者 谢辉 赵华 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期501-508,共8页

SI-CAI复合燃烧是一种双阶段放热的稀释燃烧方式,可以提升点燃式发动机的热效率.但是其前期的稀释火焰易产生明显的放热量波动,进而导致后期自燃过程失稳.分层火焰引燃策略(stratified flame ignition,SFI)尝试利用浓混合气火焰传播速... SI-CAI复合燃烧是一种双阶段放热的稀释燃烧方式,可以提升点燃式发动机的热效率.但是其前期的稀释火焰易产生明显的放热量波动,进而导致后期自燃过程失稳.分层火焰引燃策略(stratified flame ignition,SFI)尝试利用浓混合气火焰传播速度快的特点,抑制复合燃烧前期火焰传播的不稳定性.但是,复合燃烧通常会采用高压缩比提高温度并同时采用高稀释策略控制放热速度,其前期火焰特征与传统稀释火焰存在区别,为此,本研究通过光学实验分析复合燃烧高温和高稀释背景条件下的火焰特征.结果显示:在废气稀释条件下,浓混合气相对于稀混合气,火焰传播速度下降较少,分层火焰引燃策略具有可实现性,但废气分布的不均匀会导致火焰传播速度的各向异性.缸内温度的升高有助于加速稀释火焰,在高温、高稀释和浓混合气综合作用下,稀释火焰锋面前会出现少量自燃点,并逐渐与主火焰融合,从而提升火焰在局部方向上的传播速度,改善放热稳定性. 展开更多

关键词 SI-CAI复合燃烧 分层火焰引燃策略 高稀释燃烧 火焰特征

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同心旋流分层预混火焰的动力学模态分析 被引量：13

12

作者 张弛 周宇晨 +1 位作者 韩啸 林宇震 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期595-604,共10页

为了探究同心旋流分层火焰的不稳定燃烧问题,需要对火焰的动态脉动特性进行分析。采用高速摄像捕捉了自激和外激条件下同心旋流分层预混火焰的CH*化学发光动态图像,利用动力学模态分解(DMD)方法研究其主导脉动模态,提取出了相关模态的... 为了探究同心旋流分层火焰的不稳定燃烧问题,需要对火焰的动态脉动特性进行分析。采用高速摄像捕捉了自激和外激条件下同心旋流分层预混火焰的CH*化学发光动态图像,利用动力学模态分解(DMD)方法研究其主导脉动模态,提取出了相关模态的空间形态和脉动幅值,证明燃烧组织方式的改变会对火焰脉动的形态和规律产生影响。研究发现:模态分解可以反映分层旋流火焰的动态响应特征,并能解析脉动空间结构,验证火焰形态和外激频率对火焰动态响应的影响,其规律和火焰传递函数结果符合,且在分层比0.5~2内提高分层比使释热中心转移到预燃级和主燃级的剪切层内,300Hz^400Hz释热脉动将加强。验证了DMD方法适用于处理分析复杂分层旋流火焰的脉动特征,可为燃烧振荡控制提供参考。 展开更多

关键词 航空发动机 低排放燃烧室 同心旋流分层预混火焰 动力学模态分解 燃烧不稳定性

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掺氢功率比对富氢甲烷燃烧振荡特性的影响 被引量：6

13

作者 昌运鑫 宋恒 +3 位作者 韩猛 刘玉治 韩啸 林宇震 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期182-195,共14页

为探究工程应用中富氢甲烷对燃烧振荡的影响,在北航BASIS燃烧器上针对富氢甲烷的中心分层火焰展开实验研究。分析主燃级当量比、预燃级当量比、主燃级掺氢功率比(氢气功率与主燃级燃料功率的比值)对燃烧振荡的影响。保持预燃级空气流量... 为探究工程应用中富氢甲烷对燃烧振荡的影响,在北航BASIS燃烧器上针对富氢甲烷的中心分层火焰展开实验研究。分析主燃级当量比、预燃级当量比、主燃级掺氢功率比(氢气功率与主燃级燃料功率的比值)对燃烧振荡的影响。保持预燃级空气流量为2g/s,主燃级空气流量为10g/s,围绕主燃级当量比、预燃级当量比、主燃级掺氢功率比进行24个工况下的128组试验。试验对火焰压力脉动的振幅与频率进行测量,并结合火焰宏观形状进行分析研究,发现对于大多数当量比的工况,富氢甲烷火焰都处于同一模态,出现火焰分层现象但不产生燃烧振荡。主燃级当量比ϕ_(main)=0.6与0.55时,富氢甲烷火焰脉动振幅随掺氢比加大,先增后减,分别有42%和32%的工况发生燃烧振荡。ϕ_(main)=0.5时,燃烧振荡只在高预燃级当量比(ϕ_(pilot))、高掺氢比时发生,仅有7%的工况出现燃烧振荡。因此,为实现更大的减碳比例,在不改变燃烧器构型的情况下,大掺氢功率比燃烧需要工作在主燃级和预燃级非常贫油的条件下。在部分工况中,掺加氢气可以在一定程度上减弱热声振荡的强度。 展开更多

关键词 富氢甲烷 燃烧振荡 分层旋流火焰 贫油燃烧 掺氢功率比

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当量比对分层旋流火焰燃烧不稳定性的影响 被引量：5

14

作者 汤冠琼 秦皓 +1 位作者 林宇震 李继保 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期1355-1360,共6页

针对分层旋流燃烧室，实验测量了不同分级比和油气比下的动态压力。结果显示：在总燃烧当量比0.47-0.68，主燃级当量比0.48-0.65范围内，燃烧室内的压力脉动幅值随当量比增大而增大。基于层流火焰模型和局部火焰吹熄假设，公式推导了吹... 针对分层旋流燃烧室，实验测量了不同分级比和油气比下的动态压力。结果显示：在总燃烧当量比0.47-0.68，主燃级当量比0.48-0.65范围内，燃烧室内的压力脉动幅值随当量比增大而增大。基于层流火焰模型和局部火焰吹熄假设，公式推导了吹熄前后火焰厚度、火焰长度、层流火焰传播速度、气流速度间的关系，得出燃烧不稳定下的压力脉动幅值ps′与层流火焰传播速度SL0成正比，结合贫油状态下SL0随当量比增大而增大这一事实，得出ps′随当量比增大而增大，从而解释了实验结果。 展开更多

关键词 当量比 分层旋流火焰 燃烧不稳定性 压力脉动 局部吹熄 层流火焰传播速度

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分层比对分层旋流火焰稳定模式及流动结构的影响 被引量：4

15

作者 王思睿 刘训臣 +3 位作者 李磊 韩啸 张弛 齐飞 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2020年第3期619-628,共10页

应用高速激光诊断系统,对中心分层旋流火焰开展了流场与火焰结构的多参数同步测量,研究了分层比对火焰动力学及瞬态流动结构的影响。通过20kHz高频平面激光诱导荧光和高频粒子示踪测速技术,研究了不同分层比下的火焰模式和稳定机理,并... 应用高速激光诊断系统,对中心分层旋流火焰开展了流场与火焰结构的多参数同步测量,研究了分层比对火焰动力学及瞬态流动结构的影响。通过20kHz高频平面激光诱导荧光和高频粒子示踪测速技术,研究了不同分层比下的火焰模式和稳定机理,并揭示了流场结构沿轴向的定量演化规律。研究结果表明,提高分层比可以改变分层旋流火焰中火焰面相互作用模式,使主火焰的稳定机理由接触点火变为融合点火机理。同时分层比也会改变火焰释热区的位置,使流场结构以及脱落旋涡的空间分布发生改变。应用旋涡识别方法定量提取了脱落旋涡的位置,获得了内剪切层中脱落旋涡的空间分布和轴向演化规律。 展开更多

关键词 分层比 中心分层旋流火焰 多参数同步测量 火焰面相互作用模式 流动结构

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出口收缩对分层旋流火焰和热声振荡的影响 被引量：4

16

作者 宋恒 林宇震 +3 位作者 韩啸 张弛 王欣尧 韩猛 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期2279-2284,共6页

在中心分级燃烧器中实验研究了火焰筒出口收缩比对分层旋流预混火焰释热分布和热声振荡的影响。实验过程中保持总空气流量和总当量比不变,使用具有不同直径的出口结构实现收缩比(出口面积与火焰筒面积的比值)的变化。实验结果表明,随着... 在中心分级燃烧器中实验研究了火焰筒出口收缩比对分层旋流预混火焰释热分布和热声振荡的影响。实验过程中保持总空气流量和总当量比不变,使用具有不同直径的出口结构实现收缩比(出口面积与火焰筒面积的比值)的变化。实验结果表明,随着火焰筒出口收缩比的减小,分层旋流预混燃烧压力脉动振幅先下降后上升再减小,出口收缩比最小时可认为未发生热声振荡;而压力脉动频率随着出口收缩比的减小单调减小,但变化范围不超过19Hz,表明声模态并未发生变化。进一步研究发现,减小出口收缩比,有助于火焰在预燃级出口的稳定燃烧,同时使得释热区在轴向和径向上分布范围更加广泛,从而减小了火焰筒中的压力脉动。 展开更多

关键词 分层旋流火焰 预混火焰 出口收缩 热声振荡

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基于LES的分层旋流火焰流场结构与火焰响应研究 被引量：1

17

作者 韩啸 张弛 +1 位作者 韩猛 林宇震 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1535-1543,共9页

本文基于OpenFOAM开展了分层旋流预混火焰的大涡模拟研究。针对独立分层旋流燃烧器(BASIS),采用了不可压缩求解器ReactingFoam,部分搅拌反应器(PaSR)燃烧模型和线性分布的温度边界条件,分别开展了非外激和外激下的大涡模拟。结果表明,... 本文基于OpenFOAM开展了分层旋流预混火焰的大涡模拟研究。针对独立分层旋流燃烧器(BASIS),采用了不可压缩求解器ReactingFoam,部分搅拌反应器(PaSR)燃烧模型和线性分布的温度边界条件,分别开展了非外激和外激下的大涡模拟。结果表明,非外激下得到的火焰平均结构与实验吻合较好,通过三维流线展示了清晰的旋涡结构;外激条件下,首次获得了该类火焰的火焰传递函数,发现其相位呈线性分布;增益在150 Hz达到极小值,在250 Hz达到极大值,随后在400 Hz后迅速降低,呈现低通滤波器的特征。 展开更多

关键词 分层旋流火焰 预混火焰 大涡模拟 火焰传递函数

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龙柏树冠火对其相邻建筑的辐射特性研究 被引量：2

18

作者 贾敬蕊 朱霁平 +2 位作者 张林鹤 王云龙 周建军 《火灾科学》 CAS CSCD 2012年第3期123-130,共8页

我国城市绿化覆盖率快速增长,带来了植被与建筑混合区域的火灾隐患。以常见城市绿化树种龙柏为研究对象,开展了单树树冠火对其相邻建筑的热辐射规律实验研究,测量了不同间距情况下建筑物一层和二层窗户位置的辐射热流密度,并在圆柱火焰... 我国城市绿化覆盖率快速增长,带来了植被与建筑混合区域的火灾隐患。以常见城市绿化树种龙柏为研究对象,开展了单树树冠火对其相邻建筑的热辐射规律实验研究,测量了不同间距情况下建筑物一层和二层窗户位置的辐射热流密度,并在圆柱火焰模型的基础上,将圆柱火焰分为下层的稳定火焰区和上层的间歇火焰区,提出了分层圆柱火焰模型。结果表明,分层圆柱火焰模型可以准确描述树冠火辐射热流密度最大值随高度和距离的增加而递减的变化趋势。单一圆柱火焰模型理论的结果表明竖直方向上热流密度随高度变化不大,未能准确描述辐射热流密度竖向变化规律;分层圆柱火焰模型计算的辐射热流密度比单一圆柱火焰模型更符合实验结果,能更好地预测安全距离。 展开更多

关键词 树冠火 单一圆柱火焰模型 分层圆柱火焰模型 辐射热流密度

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进口温度对分层旋流火焰燃烧不稳定性的影响 被引量：2

19

作者 王志超 林宇震 +1 位作者 韩啸 吕丽君 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期2434-2441,共8页

为了研究进口温度对分层旋流火焰燃烧不稳定性的影响,实验在单头部燃烧室上测量了不同进口温度下的动态压力,并采用理论分析了进口温度对压力振荡的影响。实验结果显示:该燃烧室出现的燃烧不稳定性呈现的是Helmholtz模态,并且随着进口... 为了研究进口温度对分层旋流火焰燃烧不稳定性的影响,实验在单头部燃烧室上测量了不同进口温度下的动态压力,并采用理论分析了进口温度对压力振荡的影响。实验结果显示:该燃烧室出现的燃烧不稳定性呈现的是Helmholtz模态,并且随着进口温度从530K增加至650K时,压力脉动主频增加,幅值减小。分析表明:进口温度的增加会增强燃油的雾化和蒸发,进而加强其与空气的掺混均匀性,减小了当量比脉动,从而抑制了燃烧不稳定性,压力振荡幅值减小。 展开更多

关键词 进口温度 分层旋流火焰 燃烧不稳定性 雾化和蒸发 当量比脉动

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速度脉动下分层旋流火焰动态传播结构提取 被引量：2

20

作者 张弛 陶超 +2 位作者 韩啸 周宇晨 林宇震 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期173-184,共12页

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^(*)... 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。 展开更多

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

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