清华大学学报(自然科学版)

北大核心,CA,INSPEC,JST,EI

国内刊号:11-2223/N

国际刊号:1000-0054

清华大学学报(自然科学版)杂志2025年第11期:狭长通道中火焰–声波相互作用的数值模拟与模态分解研究

发布日期:

作者:缪承希, Louis BENTEUX, amir VALIEVD

单位:清华大学 能源与动力工程系, 燃烧能源中心,北京 100084

关键词:火焰-声波相互作用,火焰振荡,流动不稳定性,本征正交分解(POD),谱本征正交分解(SPOD)

基金:国家自然科学基金面上项目(52176118)

该文通过数值求解可压缩Navier-Stokes方程以及单步不可逆Arrhenius化学动力学,研究了狭长半开放通道内火焰的火焰-声波相互作用过程。运用模态分解技术,具体包括本征正交分解(proper orthogonal decomposition, POD)和谱本征正交分解(spectral proper orthogonal decomposition, SPOD)方法,对数值计算结果中的温度场进行了分析,探讨了流动不稳定性(hydrodynamic instability)对火焰振荡过程的影响。POD的前3个模态描述了火焰前锋的褶皱,该过程类似于Darrieus-Landau不稳定性的非线性阶段。SPOD结果表明,火焰前锋上的褶皱运动频率和通道固有频率的基频一致。对涡量场和速度矢量场也进行了SPOD分析。结果表明,在高频模态中观察到了微弱的涡,这与火焰前锋的褶皱运动有关。

来源:2025年第11期

《清华大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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