Noise sources of an unconfined and a confined swirl burner
Noise sources of an unconfined and a confined swirl burner
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来自非密闭和密闭旋流燃烧器的噪声源
DOI：
10.1016/j.jsv.2020.115293
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发表时间：
2020
影响因子：
4.7
通讯作者：
W. Schröder
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
K. Pausch;S. Herff;W. Schröder
本文用两步法研究了无约束和有约束旋流燃烧器的声源。基于旋流器下游喷嘴直径的雷诺数为ReD = 8800，旋流数为S = 0.73。首先，求解可压缩流体的守恒方程以确定反应和非反应条件下的流场。该解确定了声扰动方程的平均流场和源项。通过求解计算气动声学（CAA）模拟中的声学扰动方程（APE），分析了各个声源项的贡献。对于无约束旋流燃烧器，旋流旋进涡核（PVC）是无反应流的主要声源，而在反应流的非定常放热占主导地位的声场。当燃烧器被限制时，这会发生变化。在燃烧器的四分之一波长模式下发生自激不稳定性，并且另外的源，即，由于火焰前缘处的压力波动而产生的动量源和由于火焰前缘处的速度波动而产生的能量源对于精确预测极限环的声压幅度变得重要。
The sound sources of an unconfined and a confined swirl burner are investigated by a two-step approach. The Reynolds number based on the injector diameter downstream of the swirler isReD= 8800 and the swirl number isS= 0.73. First, the conservation equations of a compressible fluid are solved to determine the flow field under reacting and non-reacting conditions. The solution determines the mean flow field and the source terms of the acoustic perturbation equations (APE). The contributions of the various sound sources are analyzed by solving the acoustic perturbation equations (APE) in a computational aeroacoustics (CAA) simulation for each of the source terms. For the unconfined swirl burner, the precessing vortex core (PVC) of the swirl flow is a dominant sound source in non-reacting flow, whereas in reacting flow the unsteady heat release dominates the sound field. This changes when the burner is confined. A self-excited instability occurs at the quarter-wave mode of the burner and further sources, i.e., the momentum source due to fluctuations of the pressure at the flame front and the energy source due to velocity fluctuations at the flame front, become important to accurately predict the sound pressure amplitude of the limit cycle.
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