射流剪切層及相關(guān)預(yù)混火焰的被動(dòng)控制.pdf

1、本文采用理論分析和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法研究網(wǎng)格湍流對(duì)射流剪切層以及相關(guān)火焰結(jié)構(gòu)的影響，從而深化對(duì)其機(jī)理的認(rèn)識(shí)，為改善燃燒器設(shè)計(jì)提供概念和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的支持。 首先，在冷態(tài)流動(dòng)中完成了利用網(wǎng)格湍流控制射流剪切層的實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果表明網(wǎng)格湍流使剪切層的湍流強(qiáng)度和尺度明顯降低，抑制了低頻速度脈動(dòng)，同時(shí)增加了湍動(dòng)能在小尺度脈動(dòng)上的分配，使湍流更趨于各向同性。這意味著網(wǎng)格湍流能有效抑制剪切層中的大渦和擬序結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)同樣位于噴口上游的火焰穩(wěn)定

2、環(huán)也能起到降低剪切層湍流強(qiáng)度的作用。從脈動(dòng)速度的頻譜和不穩(wěn)定性分析的角度，對(duì)網(wǎng)格以及火焰穩(wěn)定環(huán)改變剪切層結(jié)構(gòu)的機(jī)理進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)火焰穩(wěn)定環(huán)通過尾跡渦脫落對(duì)剪切層施加周期性的激勵(lì)模式，從而改變了剪切層中的不穩(wěn)定性分布，使得流場(chǎng)更加穩(wěn)定。網(wǎng)格湍流的高頻小尺度強(qiáng)制擾動(dòng)可以抑制射流初始段多種尺度的不穩(wěn)定性，進(jìn)而抑制了渦配對(duì)過程，影響了擬序結(jié)構(gòu)往下游的發(fā)展，同時(shí)網(wǎng)格湍流對(duì)火焰穩(wěn)定環(huán)表面的渦脫落也有抑制作用。 然后，在理解冷態(tài)流場(chǎng)的基礎(chǔ)上