On the acoustic response of a generic gas turbine fuel injector passage
On the acoustic response of a generic gas turbine fuel injector passage
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通用燃气轮机燃油喷射器通道的声学响应
DOI：
10.1016/j.jsv.2019.01.043
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发表时间：
2019
影响因子：
4.7
通讯作者：
Su J
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Su J
现代航空发动机设计的当前趋势是向更稀薄燃烧过渡，作为满足日益严格的排放法规的解决方案。稀薄燃烧系统通常更容易受到热声不稳定性的影响，并且燃料喷射器可以发挥关键作用。本文对入射声波作用下的普通喷油器通道内的非定常气流进行了分析研究。喷射器通道由简化的几何形状表示，该几何形状包括主要的几何通道特征。通过组合通道不同部分的元素解来获得通过通道的非定常流动。这使得能够确定喷射器通道的传递阻抗，并且能够检查不同设计参数对气流对声学扰动的灵敏度的影响。与非定常旋流叶片尾迹相关的对流波也被访问，并与以前的工作中获得的数值模拟结果进行了比较。除了从热声不稳定性的角度帮助导出喷射器通道的设计实践之外，当前的分析还可以用作初步设计工具来评估轴向旋流器类型的喷射器通道的声学特性。
A current trend in the design of modern aero engines is the transition towards leaner combustion as a solution to satisfy increasingly stringent emission regulations. Lean combustion systems are often more susceptible to thermoacoustic instability and the fuel injector can play a critical role. This paper presents an analytical study on the unsteady air flow through a generic injector passage in response to incident acoustic waves. The injector passage is represented by a simplified geometry which comprises the main geometrical passage features. The unsteady flow through the passage is obtained by combining the elemental solutions for different parts of the passage. This enables the transfer impedance of the injector passage to be determined and the effects of different design parameters on the sensitivity of the air flow to acoustic perturbations to be examined. The convective wave associated with the unsteady swirl vane wakes is also visited and compared with the results from the numerical simulations obtained in previous works. In addition to helping derive design practices for injector passages from the perspective of thermoacoustic instability, the current analysis can also be applied as a preliminary design tool to assess the acoustic characteristics for an injector passage of the axial swirler type.
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