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摘要
基于Matveev和Culick提出的涡脱落引起的热声不稳定性一维简化模型,对涡脱落引起的热声振荡中的典型非线性现象进行研究,着重研究了系统的初值敏感性、关键参数对热声振荡的影响规律及涡声锁频现象.首先,采用Galerkin方法将控制方程中压力和速度波动在基函数下展开,使偏微分方程组转化为一簇常微分方程;然后,数值求解得到了不同系统参数下声场的压力和速度波动,并详细分析了系统在不同初始条件下的热声不稳定性,同时研究了不同稳态流动速度对系统热声振荡的影响规律,以及在不同稳态流动速度下热声振荡过程中出现的涡声锁频现象.结果表明:该涡脱落热声振荡系统对初值极为敏感,是典型的非线性系统;随着稳态流动速度增大,压力波动的振幅总体有增大趋势,但在几个速度区间内却重复出现振幅先减小后增大的相似结构;系统最终以涡撞击频率(fs)的整数(fp/fs)倍做周期振荡,呈现转数为fp/fs的涡声锁频,该涡声锁频可以作为周期性燃烧振荡的重要特征.
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