隨著燃氣輪機的廣泛應用,為了應對日益嚴苛的排放法規(guī),貧預混燃燒技術被越來越多的采用,其優(yōu)點是可以減少燃氣輪機的排放。然而該技術的缺點是會增加燃氣輪機中發(fā)生熱聲誘導燃燒不穩(wěn)定的風險。熱聲誘導燃燒不穩(wěn)定是由系統(tǒng)聲學和非穩(wěn)態(tài)熱釋放的耦合引起的共振現(xiàn)象,其可能會造成燃燒室零部件的損壞,限制燃機穩(wěn)定運行范圍。因此研究燃燒不穩(wěn)定就顯得尤為重要,而其關鍵則是對火焰動力學的分析。本研究重點關注了部分預混火焰對上游速度擾動的響應,對部分預混火焰在模型燃燒室（無中心體及旋流器）以及某型旋流燃燒室內的動力學特性展開了研究,研究內容及結論的概述如下:本文采用不可壓縮反應流的大渦模擬（LES）結合系統(tǒng)辨識（SI）的方法,以Cuquel等提出的較為完善的理論火焰響應模型作為驗證基礎,在模型燃燒室（無中心體及旋流器）中,首先分析了正弦波疊加信號（SINE）、帶寬白噪聲信號（BBWN）以及離散隨機二進制信號（DRBS）等三種不同帶寬激勵信號對于辨識結果的影響,DRBS被證明是三種激勵信號中相對更好的辨識信號。之后,對激勵信號的振幅進行了選擇,結果顯示,5%的平均入口速度的激勵水平與理論模型結果吻合較好。然后,針對不同... 

【文章來源】：中國科學院大學(中國科學院工程熱物理研究所)北京市

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號說明表
第1章 引言
    1.1 背景及意義
    1.2 熱聲不穩(wěn)定定義及發(fā)展趨勢
        1.2.1 熱聲不穩(wěn)定定義
        1.2.2 熱聲不穩(wěn)定研究進展
    1.3 火焰?zhèn)鬟f函數(shù)
    1.4 本文研究目標及內容
第2章 數(shù)值計算的物理模型
    2.1 湍流模型
        2.1.1 湍流
        2.1.2 湍流建模
        2.1.3 LES的子網(wǎng)格建模
        2.1.4 湍流預混燃燒
    2.2 聲學擾動相關的火焰?zhèn)鬟f函數(shù)建模
        2.2.1 流動擾動
        2.2.2 火焰反饋
        2.2.3 放熱以及限制影響
        2.2.4 拉伸效應建模
        2.2.5 時域表示
        2.2.6 Cuquel不可壓縮對流速度模型
    2.3 激勵信號
        2.3.1 離散隨機二進制信號(DRBS)
        2.3.2 帶寬白噪聲信號(BBWN)
        2.3.3 正弦信號疊加(SINE)
    2.4 系統(tǒng)辨識
        2.4.1 Wiener濾波
        2.4.2 LES/SI方法
第3章 部分預混火焰動力學分析
    3.1 數(shù)值驗證
        3.1.1 激勵信號類型驗證
        3.1.2 激勵振幅驗證
    3.2 無旋射流火焰動力學分析
        3.2.1 模型及邊界條件
        3.2.2 不同入口速度的影響
        3.2.3 不同入口溫度的影響
        3.2.4 本節(jié)小結
    3.3 某型燃燒室部分預混旋流火焰的辨識分析
        3.3.1 模型及邊界條件
        3.3.2 入口速度的影響
        3.3.3 燃燒室熱邊界條件的影響
        3.3.4 入口壓力的影響
        3.3.5 入口溫度的影響
        3.3.6 燃料種類的影響
        3.3.7 燃料組成的影響
        3.3.8 燃燒室限制的影響
    3.4 本章小結
第4章 基于狀態(tài)空間網(wǎng)絡建模的穩(wěn)定性分析
    4.1 線性—維聲學方程
    4.2 狀態(tài)空間建模
        4.2.1 脈動方程在線性場的推廣
        4.2.2 LES數(shù)據(jù)上的應用
        4.2.3 穩(wěn)定性分析結果
        4.2.4 本章小結
第5章 總結與展望
    5.1 主要結論
    5.2 主要創(chuàng)新點
    5.3 展望
參考文獻
致謝
作者簡介及攻讀學位期間發(fā)表的學術論文與研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]部分預混旋流燃燒的大渦模擬[J]. 劉石,李少帥,鄭韞哲,朱民.  熱科學與技術. 2016(02)
[2]甲烷旋流預混火焰動力學特性的實驗研究[J]. 劉石,翁方龍,張曉宇,朱民.  工程熱物理學報. 2016(01)
[3]分布式非預混火焰?zhèn)鬟f函數(shù)的實驗研究[J]. 景李玥,姚兆普,王遼,朱民.  推進技術. 2015(01)
[4]鈍體燃燒器中心射流火焰不穩(wěn)性機理實驗研究[J]. 唐豪杰,鄭韞哲,張彤楓,朱民.  推進技術. 2013(05)
[5]預混火焰?zhèn)鬟f函數(shù)的測量與分析[J]. 唐豪杰,高原,朱民.  工程熱物理學報. 2011(01)



本文編號：3501515