凹腔稳定的超声速火焰结构的实验研究

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凹腔是高湍流度超声速燃烧的火焰稳定装置.为研究其尺寸结构及喷注位置对不同燃料燃烧性能的影响,设计了不同凹腔、不同位置横向喷注的氢及乙烯的超燃实验,拍摄了凹腔内OH·基与CH·基自发辐射火焰图像.并利用非线性分形的研究方法,分析了火焰分形维数与燃烧程度及火焰稳定性的关系.用大涡模拟方法对二维凹腔氧超燃流场进行了数值仿真,分析了凹腔流场结构,并对凹腔后缘压力时间序列进行了相空间重构,计算了其分形维数.实验及仿真结果均表明:燃烧的分形维数高时,燃料与空气接触充分,燃烧剧烈,易于火焰稳定.
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