燃燒室非線性壓力振蕩及其產(chǎn)生機理研究

汪廣旭，付秀文，石曉波，劉占一，楊建文

（西安航天動力研究所，陜西西安710100）

燃燒室非線性壓力振蕩及其產(chǎn)生機理研究

汪廣旭，付秀文，石曉波，劉占一，楊建文

（西安航天動力研究所，陜西西安710100）

當燃燒不穩(wěn)定現(xiàn)象發(fā)生時，燃燒室內(nèi)部往往伴隨有較大幅值的壓力振蕩，其表現(xiàn)形式是非線性的。為了加深對其產(chǎn)生機理的認識，在能量平衡方法的基礎上，通過求解包含高階非線性項的各階能量平衡方程，模擬了燃燒室非線性壓力振蕩曲線，給出了不穩(wěn)定狀態(tài)下，燃燒室壓力的陡峭化過程以及各階模態(tài)的“極限環(huán)”幅值分布。在此基礎上，進一步對初始線性增長率α以及非線性效應對“極限環(huán)”幅值的影響規(guī)律進行了參數(shù)化研究，獲得相應的分布規(guī)律曲線。最后，作為驗證，對不同穩(wěn)定工況下的“爆炸彈”壓力振蕩過程進行了數(shù)值模擬。研究表明，不穩(wěn)定燃燒過程中，各階模態(tài)之間存在相互作用，且隨著α的增加，“極限環(huán)”幅值呈線性遞增趨勢，而非線性效應對“極限環(huán)”幅值的影響規(guī)律則相反。此外，“爆炸彈”數(shù)值實驗表明，在進一步完善非線性項后，能量平衡方法具有模擬非線性燃燒不穩(wěn)定現(xiàn)象的潛力。

燃燒不穩(wěn)定現(xiàn)象，非線性壓力振蕩，能量平衡方法

0　引言

大量的試車和實驗結(jié)果表明，實際的燃燒不穩(wěn)定現(xiàn)象發(fā)生時，燃燒室內(nèi)的壓力振蕩往往表現(xiàn)出明顯的非線性特征，這些主要特征包括燃燒室壓力的陡峭化過程、“極限環(huán)”幅值以及燃燒室平均壓力的遷移現(xiàn)象等［1］。……