Direct Assessment of the Acoustic Scattering Matrix of a Turbulent Swirl Combustor by Combining System Identification, Large Eddy Simulation and Analytical Approaches
Direct Assessment of the Acoustic Scattering Matrix of a Turbulent Swirl Combustor by Combining System Identification, Large Eddy Simulation and Analytical Approaches
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结合系统辨识、大涡模拟和分析方法直接评估湍流旋流燃烧器的声散射矩阵
DOI：
10.1115/1.4040731
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发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
W. Polifke
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
M. Merk;R. Gaudron;C. Silva;M. Gatti;C. Mirat;T. Schuller;W. Polifke
本研究评估并比较了两种确定预混湍流涡流燃烧器的声散射矩阵的替代方法：(1) 声散射矩阵系数直接从可压缩大涡模拟 (LES) 获得。具体来说，从 LES 中提取的传入和传出特征波 f 和 g 用于通过系统识别 (SI) 技术确定各自的传输和反射系数。 (2) 根据上游速度和放热率的 LES 时间序列数据确定火焰传递函数 (FTF)。然后，通过将 FTF 与紧凑热源上的 Rankine-Hugoniot (RH) 关系和冷燃烧器的传递矩阵（从线性网络模型推导而来）相结合，得出反应燃烧器的传递矩阵。传递矩阵的线性代数变换因此产生燃烧器散射矩阵。在包含综合实验数据的交叉比较研究中，表明两种方法都成功预测了反应性湍流旋流燃烧器的散射矩阵。
This study assesses and compares two alternative approaches to determine the acoustic scattering matrix of a premixed turbulent swirl combustor: (1) The acoustic scattering matrix coefficients are obtained directly from a compressible large eddy simulation (LES). Specifically, the incoming and outgoing characteristic wavesfandgextracted from the LES are used to determine the respective transmission and reflection coefficients via System Identification (SI) techniques. (2) The flame transfer function (FTF) is identified from LES time series data of upstream velocity and heat release rate. The transfer matrix of the reactive combustor is then derived by combining the FTF with the Rankine–Hugoniot (RH) relations across a compact heat source and a transfer matrix of the cold combustor, which is deduced from a linear network model. Linear algebraic transformation of the transfer matrix consequently yields the combustor scattering matrix. In a cross-comparison study that includes comprehensive experimental data, it is shown that both approaches successfully predict the scattering matrix of the reactive turbulent swirl combustor.
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