Global and Local Hydrodynamic Stability Analysis as a Tool for Combustor Dynamics Modeling
Global and Local Hydrodynamic Stability Analysis as a Tool for Combustor Dynamics Modeling
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全局和局部水动力稳定性分析作为燃烧室动力学建模的工具
DOI：
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发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
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通讯作者：
C. Paschereit
中科院分区：
文献类型：
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作者：
P. Paredes;S. Terhaar;K. Oberleithner;V. Theofilis;C. Paschereit
剪切流中的相干流结构是由流体动力场固有的不稳定性产生的。在燃烧环境中，这些结构可能与火焰相互作用并导致不稳定的热释放速率波动。因此，这些结构的预测和建模是非常需要的热声预测模型。在这项工作中，我们应用流体动力学线性稳定性分析的时间平均流场的旋流稳定燃烧室从实验获得。最近的基本研究表明，平均流的线性本征模准确地代表了相干结构的增长和饱和。在这项工作中，大规模和局部稳定性分析适用于工业相关的燃烧系统中的反应流。无论是本地和bigliterature分析准确地预测的发病和结构的自激全球不稳定，这是已知的在燃烧社区作为一个旋进涡核（PVC）。然而，只有全局分析准确地预测了一个全球稳定的流场的情况下，没有振荡，而本地分析错误地预测了一个不稳定的全球增长率。使用这两种分析预测的振幅函数的空间分布同意非常好的实验确定的全球模式。所提出的工具被认为是非常有前途的PVC和基于物理的流量控制的理解。版权所有© 2015由ASME
Coherent flow structures in shear flows are generated by instabilities intrinsic to the hydrodynamic field. In a combustion environment, these structures may interact with the flame and cause unsteady heat release rate fluctuations. Prediction and modeling of these structures is thereby highly wanted for thermo-acoustic prediction models. In this work we apply hydrodynamic linear stability analysis to the time-averaged flow field of swirl-stabilized combustors obtained from experiments. Recent fundamental investigations have shown that the linear eigenmodes of the mean flow accurately represent the growth and saturation of the coherent structures. In this work biglobal and local stability analysis is applied to the reacting flow in an industry-relevant combustion system. Both the local and the biglobal analysis accurately predicts the onset and structure of a self-excited global instability that is known in the combustion community as a precessing vortex core (PVC). However, only the global analysis accurately predicts a globally stable flow field for the case without the oscillation, while the local analysis wrongly predicts an unstable global growth rate. The predicted spatial distribution of the amplitude functions using both analysis agree very well to the experimentally identified global mode. The presented tools are considered as very promising for the understanding of the PVC and physics based flow control.Copyright © 2015 by ASME
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影响因子：
1.9
作者：
S. Terhaar;K. Oberleithner;C. O. Paschereit
通讯作者：
C. O. Paschereit
影响因子：
4.4
作者：
G. Kuenne;A. Ketelheun;J. Janicka
通讯作者：
G. Kuenne;A. Ketelheun;J. Janicka
DOI：
10.1016/j.proci.2014.07.035
发表时间：
2015
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
S. Terhaar;K. Oberleithner;C. Paschereit
通讯作者：
S. Terhaar;K. Oberleithner;C. Paschereit
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DOI：
10.1115/1.4025130
发表时间：
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K. Oberleithner;S. Terhaar;L. Rukes;C. O. Paschereit
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C. O. Paschereit