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Elucidation of spatiotemporal dynamics in combustion oscillations by complex systems science and statistical learning approach

通过复杂系统科学和统计学习方法阐明燃烧振荡的时空动力学

基本信息

批准号：
22H01420
负责人：
後藤田浩
金额：
$ 11.73万
依托单位：
Tokyo University of Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本年度では,十分に発達した燃焼振動を対象に,燃焼器内の圧力変動,速度変動と発熱率変動を計測し,以下の点が重要な研究成果として得られた.(1)圧力変動と発熱率変動から構築した推移ネットワークの情報エントロピーは,両変動間の相互作用の程度を定量化する上で,重要な特徴量であることが明らかになった.(2)流速変動と発熱率変動から構築された空間ネットワークの強度分布と渦度場の比較を行うことで,せん断層領域での大規模な剥離渦による流速変動が発熱率変動の駆動に重要な役割を担うことが明らかになった.(3)音響エネルギー方程式の生成項と集団同期に基づいた熱音響ネットワークの強度とクラスター係数の時間変化の関係が明らかになった.(4)移動エントロピーに複雑ネットワークと同期理論の考え方を組み込んだspatial-network-based transfer entropy(SNTE)を提案し,SNTEは流速変動と発熱率変動の因果関係を明らかにすることが可能であることが示された.(5)位相空間内の軌道不安定性に基づく非線形予測法を導入することで,速度変動が発熱率変動に強く影響を与えることが示された.(6)Louvain法を用いて抽出された乱流ネットワークのコミュニティー構造にPZマップを適用することで,ネットワークのハブとコネクター位置の特定化,ならびに燃焼振動の駆動核の推定が可能であることが示された.

This year, the combustion vibration response, pressure change, velocity change and heat transfer rate change in the combustor were measured. The following important research results were obtained. (1)Pressure changes, heat transfer rates, changes in structure, changes in information, changes in the degree of interaction between quantitative, important characteristics. (2)Velocity variation, heat transfer rate variation, construction, spatial distribution, intensity distribution, vorticity field comparison, fault domain, large-scale vortex stripping, velocity variation, heat transfer rate variation, and vorticity field variation. (3)The relationship between the generation term of the acoustic equation and the time variation of the thermal acoustic equation is clear. (4)A study of the theory of synchrony and mobility suggests that the causal relationship between the velocity and the heat transfer rate of SNTE should be clarified. (5)The basic non-linear prediction method for orbital instability in phase space is introduced. (6)Louvain method is used to extract the turbulent flow and structure, and the position of the turbulent flow is specified.