Characterization of Different Actuator Designs for the Control of the Precessing Vortex Core in a Swirl-Stabilized Combustor
Characterization of Different Actuator Designs for the Control of the Precessing Vortex Core in a Swirl-Stabilized Combustor
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旋流稳定燃烧器中进动涡核控制的不同执行器设计的表征
DOI：
10.1115/1.4038039
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发表时间：
2018
影响因子：
1.5
通讯作者：
Oberleithner
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Lückoff;Sieber;Paschereit;Oberleithner
进动涡核 (PVC) 代表一种螺旋形相干流结构，通常出现在反应和非反应旋流中。到目前为止，PVC 对火焰动力学、热声不稳定性和污染物排放的根本影响仍不清楚。为了识别和研究这些机制，需要通过反馈控制系统有效地控制 PVC。先前的一项研究成功地将反馈控制应用于通用旋流喷射装置。下一步是将这种方法转移到涡流稳定燃烧器中，这对执行器和传感器的设计和放置提出了巨大的挑战。在本文中，研究了不同的执行器设计，目的是控制 PVC 动力学。驱动策略的目的是迫使流动接近不稳定的起源——所谓的造波器。为了监测 PVC 动态，压力传感器阵列齐平安装在燃烧室入口和燃烧室壁上。根据 PVC 动力学的预测来评估最佳传感器放置。粒子图像测速（PIV）用于评估执行器形状对平均流场的被动影响。每个执行器设计的性能均通过锁定实验进行评估，显示七个执行器中的两个具有出色的控制权限。所有测量都是在涡流稳定燃烧器原型的等温条件下进行的。
The precessing vortex core (PVC) represents a helical-shaped coherent flow structure typically occurring in both reacting and nonreacting swirling flows. Until now, the fundamental impact of the PVC on flame dynamics, thermoacoustic instabilities, and pollutant emissions is still unclear. In order to identify and investigate these mechanisms, the PVC needs to be controlled effectively with a feedback control system. A previous study successfully applied feedback control in a generic swirling jet setup. The next step is to transfer this approach into a swirl-stabilized combustor, which poses big challenges on the actuator and sensor design and placement. In this paper, different actuator designs are investigated with the goal of controlling the PVC dynamics. The actuation strategy aims to force the flow near the origin of the instability—the so-called wavemaker. To monitor the PVC dynamics, arrays of pressure sensors are flush-mounted at the combustor inlet and the combustion chamber walls. The best sensor placement is evaluated with respect to the prediction of the PVC dynamics. Particle image velocimetry (PIV) is used to evaluate the passive impact of the actuator shape on the mean flow field. The performance of each actuator design is evaluated from lock-in experiments showing excellent control authority for two out of seven actuators. All measurements are conducted at isothermal conditions in a prototype of a swirl-stabilized combustor.
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DOI：
--
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
--
作者：
M. Sieber;C. Paschereit;K. Oberleithner
通讯作者：
K. Oberleithner
影响因子：
1.9
作者：
S. Terhaar;T. Reichel;C. Schrödinger;Lothar Rukes;C. Paschereit;K. Oberleithner
通讯作者：
S. Terhaar;T. Reichel;C. Schrödinger;Lothar Rukes;C. Paschereit;K. Oberleithner
通过射流核心中的开环和闭环强迫控制进动涡核心
DOI：
--
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
--
作者：
Phoebe Kuhn;J. Moeck;C. Paschereit;K. Oberleithner
通讯作者：
K. Oberleithner
影响因子：
3.7
作者：
U. Qadri;Dhiren Mistry;M. Juniper
通讯作者：
M. Juniper
DOI：
10.1115/1.4028392
发表时间：
2015-04-01
影响因子：
1.5
作者：
Terhaar, Steffen;Krueger, Oliver;Paschereit, Christian Oliver
通讯作者：
Paschereit, Christian Oliver