一、小尺度火焰温度波动联合时频特征初探（论文文献综述）
陶成飞[1]（2021）在《旋流预混燃烧热声不稳定的动态特性与控制研究》文中研究指明预混燃烧技术由于在降低燃烧过程中氮氧化物（NOx）排放方面的良好性能,在燃气轮机等工业燃烧领域得到了广泛的应用。但是预混燃烧技术在实现清洁燃烧的同时,很容易受到燃烧不稳定（也就是热声不稳定）的困扰。随着工业界对清洁、高效、耐用、可靠的燃气轮机的不断需求,燃烧热声不稳定已经成为阻碍先进燃气轮机燃烧室研发的关键。燃烧不稳定是由不稳定燃烧器内的声波和火焰热释放耦合引起的,火焰与声波的相互作用将在燃烧室内形成非定常的流动振荡,热声不稳定的振幅如果持续增大,将损坏燃烧室的结构或影响燃烧器的正常运行。燃烧不稳定与声学振荡、流体流动/混合振荡和火焰热释放速率振荡等因素有关。交叉学科和非线性的特点,使得燃烧不稳定的分析和控制具有非常大的挑战。与此同时,在预混燃烧室中,燃烧不稳定和NOx排放总是紧密相关的,有时降低了NOx排放,燃烧不稳定出现的概率却会增加。因此如何实现燃烧不稳定与NOx的同步控制是非常重要的。截至目前,在热声振荡条件下,火焰—流动—声学的耦合机理还没有完全研究透彻,相应的热声振荡预测模型也主要停留在实验室阶段。热声振荡的非线性动态特性及其主动或被动控制的研究,是制约高性能燃烧系统尤其是重型燃气轮机燃烧室研发的关键。为了探究预混旋流火焰热声振荡下的特点,并开展相应的主动或被动控制研究,本文搭建了实验室尺度的甲烷旋流预混燃烧试验台,该试验台能够很好的用于燃烧热声振荡的理论和实验研究。本文还设计了各种类型的热声振荡横向射流控制结构,用来研究横向射流参数对热声振荡和NOx排放的控制效果。为了优化横向射流控制的效果,本文还创新性的提出了使用富氧介质和过热蒸汽射流,得从而到了更好的热声振荡抑制效果和更低的污染物排放浓度。为了优化热声振荡的实时主动控制系统,本论文还通过一维数值模拟的方法研究了不同控制策略下热声振荡主动控制器和执行器的响应特点。首先,研究了热声不稳定条件下预混火焰宏观结构和NOx排放的特点。主要研究了甲烷火焰的两个变量影响:燃料流量和当量比。研究结果表明,火焰的当量比逐渐从0.5增大到1.0后,火焰的宏观组织结构发生了变化,火焰前锋的长度先降低后升高,火焰根部的平均长度也逐渐降低。随着燃烧器的热功率和当量比的增加,火焰平均长度增加。预混燃烧热声不稳定的变化图表明了燃烧室内存在热声振荡的模态迁移。在热声不稳定条件下,火焰前锋或火焰根部的温度和速度场严重影响了NOx的排放浓度。研究还发现,沿着燃烧器的径向方向,火焰内循环区和外循环区的峰值温度均发生变化。其次,研究了横向射流参数变化对燃烧热声不稳定的影响。横流射流法简单易行,能同时改变火焰的化学反应过程和燃烧室的流场,从而影响燃烧反应物的混合和涡脱落过程。本文研究了横向射流的流量、射流高度、射流方向、射流介质和射流温度等因素对热声振荡的影响。通过合理的横向射流参数设置,热声振荡的抑制比能够达到90%以上,氮氧化物的抑制比能够达到50%以上。同时还发现,相对分子质量大的二氧化碳气体横向射流控制效果要比氮气、氩气和氦气好。此外,实验过程中还发现了非稳态火焰的模态切换。横向射流能够改变火焰结构,火焰总长度随着射流流量的增加而减小,火焰前锋或火焰根部的长度也随着射流流量的增加而减小。再次,研究了富氧介质和过热蒸汽横向射流的协同控制效果,实现了燃烧热声振荡和NOx排放的协同控制。富氧和过热蒸汽横向射流能够改变燃烧室的温度场,降低NOx排放浓度,在富氧介质和过热蒸汽横向射流下,预混火焰的声波和火焰热释放速率都出现了模态迁移,但两者模态迁移的临界转折点不同。在高流速的横向射流作用下,预混火焰将会变得分散、平坦。研究还发现富氧横向射流对燃烧不稳定的抑制效果与富氧介质的氧浓度有关,但富氧横向射流控制燃烧热声不稳定的具体物理—化学机制仍需进一步研究。然后,研究了混火焰在声场激振条件下的非线性响应。实验研究了非预混火焰在声学激励下的动态响应,通过非线性时间序列分析方法对实验数据进行了分析,得到了几种不同的火焰—声学共振模态。研究发现火焰—声学耦合共振只在一定的激振频率下出现,非预混燃烧器的燃烧室和进气段的声学共振特性不同,分别表现为准周期振荡和极限环振荡。火焰—声学耦合共振会导致燃烧器的振荡频率和振幅发生模态迁移,燃烧器入口长度和风量变化时,观察到了火焰热释放速率的间歇性抖动,燃烧器入口长度越长,振动越剧烈。最后,研究了不同的主动控制策略下热声振荡的主动控制效果。通过建立火焰和声场的热声耦合一维模型,对比了不同主动控制策略对热声极限环振荡状态和瞬态变化过程的抑制特点,还比较了主动控制过程中的热声振荡信号的衰减时间。最后为了评估主动控制的效果,研究了四种控制策略下,主动控制器的执行器电压幅值变化特点。
郑祥龙[2]（2020）在《燃料轴向分级燃烧污染物排放及其交叉射流火焰特性研究》文中提出提高燃烧室出口温度是提升燃气轮机效率的有效途径之一,但提高燃烧室出口温度将会大幅增加NOx排放。为缓和燃烧室出口温度与NOx排放之间的矛盾,燃料轴向分级形式的燃烧室设计方案逐渐受到关注并在高等级（1975 K）燃机中具有应用潜力。为评估燃料轴向分级燃烧降低NOx排放的潜力、探究影响NOx和CO排放性能的关键因素并了解其二级燃烧区的火焰特征,本文针对燃料轴向分级燃烧技术开展了一系列的模拟和实验研究,主要研究内容如下:首先,基于二级反应物与烟气的完全掺混和不完全掺混假设,分别构建了简化的燃料轴向分级燃烧化学反应器网络模型,并对燃料分配、停留时间分配、二级掺混不均匀性、壁面热损失、进气温度和压力等因素进行了参数化研究。针对燃机工况下的模拟计算表明,当燃烧室出口温度达到1975 K时,单级燃烧模式的NOx排放水平将会达到60 ppm@15%O2左右。而理想掺混条件下轴向分级燃烧方案可将NOx排放降低至16 ppm@15%O2左右（对应二级燃料比例为20%）,因此轴向分级燃烧方案应用于高等级燃机时具有明显的NOx减排潜力。提高二级燃料比例或缩短二级燃烧区停留时间,均可降低NOx排放量。其中,增加二级燃料比例对NOx的减排效果最为明显,当二级燃料比例达到10%时,在完全掺混条件下即可实现约40%的NOx减排量。但是,当二级反应物与烟气发生不完全掺混时,分级燃烧的排放性能会发生恶化,极端条件下甚至会导致分级燃烧的NOx排放量超过未分级模式。在模拟验证了燃料轴向分级燃烧降低NOx排放可行性的基础上,进一步搭建了模型燃烧室,并在常压条件下研究了燃料分配、一、二级当量比以及射流速度对NOx和CO排放特性的影响。实验结果显示,由于二级燃烧区存在局部掺混不均匀,分级燃烧室降低NOx排放的效果将会因燃烧室出口温度水平而异。当燃烧室出口温度水平为1975 K时,模型燃烧室单级模式下的NOx排放为8ppm@15%O2左右,此时采用轴向分级燃烧方式最高可实现约40%的NOx降低量。但当燃烧室出口温度水平较低时,分级燃烧的NOx减排能力会逐渐减弱甚至恶化。此外,实验中还发现二级NOx增量与二级温升之间呈线性而非指数增长关系,说明二级燃烧区的高温低氧氛围和富燃射流条件对NOx生成存在一定的抑制作用。对二级喷嘴射流速度影响的研究表明,在保证二级温升相同的条件下增加二级射流速度,可在一定程度上降低二级NOx排放量,且二级射流当量比越高,提高射流速度所带来的NOx降幅越大。基于上述模型燃烧室,进一步开展了光学测量研究。测量结果显示当二级射流当量比大于1时,进一步提高二级当量比或增加一级当量比,均会导致OH*强度的下降,这可用来解释Lean-Rich构型燃烧室在高燃烧室出口温度条件下的低NOx排放优势。对火焰抬升高度的分析表明,火焰抬升高度随两级当量比的增加均有不同程度的下降。当射流当量比超过1时,火焰会紧贴射流喷口,从而引发喷嘴或壁面超温的风险。此外,由于OH自由基在后火焰区的积累,OH-PLIF信号将无法准确反映局部热释放区的分布。而一维火焰模拟分析很好地解释了上述实验现象,并表明火焰内部存在潜在的NO再燃机制,从而进一步完善了LeanRich构型燃烧室的低NOx排放机制。由于实验中获取的流场信息有限,采用数值模拟方法对轴向分级燃烧中典型的交叉射流火焰进行了模拟研究。结果对比表明,RANS模拟不能准确预测雷诺应力项的大小,从而导致其对标量场分布的预测出现较大偏差。本论文选用解析度更高的尺度自适应模拟（Scale Adaptive Simulation,SAS）开展了交叉射流火焰的模拟验证工作。冷态模拟结果表明,尺度自适应模拟可以准确预测交叉射流的速度和雷诺应力场分布,进而使得其对标量场分布的预测结果有了明显的提升。采用尺度自适应模拟耦合涡耗散模型的热态模拟验证结果表明,该方法在不同工况下均可给出准确的速度场预测,并可反映射流中心迹线上的标量对数衰减特征。热态模拟结果显示均匀掺混的富燃料射流存在一定程度的贴壁燃烧现象,该现象会导致近喷嘴处壁面温度的升高并带来喷嘴或壁面超温的风险。为解决这一问题,本论文提出了非均匀燃料分布的二级喷嘴设计方案,模拟结果显示该方案可有效增加二级射流火焰抬升,并抑制二级燃烧区背风侧局部高温区的形成,从而改善二级喷嘴的燃烧性能。
赵文华[3]（2020）在《双级贫预混火焰的层流火焰结构及燃烧特性研究》文中进行了进一步梳理随着能源危机与环境压力等问题的日益加剧,高效、大功率和低污染已成为地面发电用燃气轮机在未来发展的主要方向之一。但燃气轮机级别的逐渐升高也为燃烧室的设计带来了更大的挑战。一方面需提高出口燃气的温度以获取更高的系统热效率,另一方面这又为抑制燃烧区中热力型NOx的生成带来了不利影响。所以,在追求效率的同时如何保障燃烧室的环保性能就成为燃气轮机未来发展中需考虑的问题。双级贫预混/柔和（Dual-stage lean premixed/Moderate or intense low-oxygen dilution,DLP/MILD）燃烧系统是通过对目前已有的各种燃气轮机低氮燃烧技术进行优势整合而提出的燃烧组织方式。通过多尺度的分级燃烧来实现燃气轮机燃烧室的超低排放。整个系统分为首、尾两部分。在上游的首级燃烧段中将组织当量比非均匀分布的双级贫预混燃烧,其进入燃烧区的两路预混气都为贫燃状态,但当量比不同。依靠较高当量比的一级火焰和较低当量比的二级火焰间的相互配合,来实现稳定、低氮的燃烧状态。而由此产生的高温、低氧燃气在进入下游的尾级燃烧段时与再燃燃料混合,以柔和燃烧的方式完成随后的燃烧反应。本文是对双级贫预混火焰的燃烧特征展开基础层面的研究,分析非均匀当量比的预混火焰在控制NOx生成和适应低当量比燃烧条件上所表现出的能力,从而判断作为首级燃烧段中燃烧组织方式的可行性。为了减少其它因素的影响从而更准确地捕捉一、二级火焰间的作用关系和整体燃烧规律。本文以层流双级贫预混火焰为研究对象,分别通过实验和数值计算方法开展研究工作。搭建了双级预混火焰实验台,以同轴射流的方式组织双级贫预混火焰,测量不同工况时的燃烧特性。同时,借助Open FOAM计算平台和laminar SMOKE求解器对双级贫预混火焰进行模拟,从火焰特征参数时空分布上进一步获得双级贫预混火焰的燃烧特性。首先,利用实验获取的火焰图像和温度分布对同轴射流式双级贫预混火焰进行初步分析,确定过贫状态的二级预混气是在一级火焰的热量支撑下达到的点火条件。分析双级贫预混火焰燃烧区内的流场分布和形态变化规律,发现二级火焰的下游部分属于受扩散过程控制的预混火焰,热量与燃料分子沿径向的相向输运决定了二级火焰燃烧反应的发生位置。而一级火焰对二级预混气引燃关系的量化对比则表明,二级火焰中参与燃烧的燃料量主要受二级预混气的当量比以及其与一级火焰高温燃烧产物接触程度的影响。其次,通过实验方法测定双级贫预混火焰稳定燃烧的参数区间以及不同工况时火焰的特征燃烧温度。分析发现二级预混气的存在可隔离中心一级火焰与外围环境的接触,减弱根部火焰散热和受外界气氛的稀释影响,从而使一级火焰能够适应更高的出流速度或更低的预混当量比。同时,一级火焰的燃烧放热也能在最大程度上用于加热和引燃外围的低当量比二级预混气,实现整体当量比的极大降低,最低时甚至可达到0.3以下。与单级射流预混火焰对比,双级贫预混火焰有着更低NOx排放。二级火焰在低温、低当量比条件下生成的中间产物可对中心高温区中生成的热力型NOx起到还原作用。最后,对双级贫预混火焰在实际燃烧器设计时的应用方式进行了初步探讨。构建起狭缝式双级贫预混燃烧的计算模型,以数值计算的方法研究火焰的布置方式以及结构尺寸对火焰燃烧状态的影响。发现一、二级火焰间的配比关系是影响NOx排放的关键因素,并证实在多个一级火焰的共同作用下通入燃烧区的二级预混气可全部参与燃烧反应,为下游燃烧段解决燃料的燃尽问题减轻压力。借鉴微喷嘴燃烧的技术思路设计了蜂巢状的阵列喷口布置方案,保证一、二级火焰间足够的相互作用强度以发挥双级贫预混燃烧的性能优势。总结组织柔和燃烧对预混气热力学参数的要求,明确在DLP/MILD燃烧系统的首级燃烧段中组织双级贫预混火焰来为下游燃烧提供所需燃气的可行性。
赵慧子[4]（2020）在《岩石拉剪断裂的声发射和红外温度场前兆规律研究》文中认为岩石经过长时间的地质变迁而结构复杂、破坏形式多样,目前岩石破坏机制尚不明确,准确预测岩石破裂的发生能够为安全生产提供保障。为了深入研究岩石在拉-剪条件下的破坏特征和前兆规律,本文采用物理试验与数值模拟相结合的研究方法,开展含单裂纹辉绿岩试样的三点弯曲试验,通过改变预制裂纹的位置研究切口附近的应力状态的变化。在物理试验中,同时利用声发射仪和红外热像仪监测辉绿岩拉剪断裂条件下的破坏规律与前兆特征。通过声发射仪获得岩石破裂前兆信息与损伤情况,利用红外热像仪监测试样辐射温度和热像频域特征,应用数值模拟获取试样表面应力场分布,以弥补前两种监测手段的不足。主要取得以下成果:（1）三点弯曲条件下,辉绿岩发生显着脆性断裂破坏,预制裂纹位置不同,试样破坏形态与断裂能耗有所差异。偏移影响系数与偏移比呈一阶指数衰减拟合关系。随着预制裂纹距离左端支撑距离d的增加,抗弯能力减小,同一状况的断裂能耗离散性越小。（2）声发射拉伸信号占主导,张拉裂纹贯穿导致辉绿岩最终破坏。临破裂前,声发射活动剧烈,事件率、振铃计数、能量、幅值均出现突增,r值突降。（3）声发射频谱分低频、中频和高频三个区域。主频仅在中频区有一条宽主频带,次主频在三个频域各有一个条带,中频条带最明显。岩石破坏前主频和次主频高频区域信号密集,次主频有从中频向低频和高频迁移的趋势。根据声发射RA&AF分布情况和主频、次主频高低频占比可以判断岩石破坏过程中的拉伸、剪切断裂情况。（4）岩石试样的损伤演化分三个阶段:微损伤阶段I、损伤显现阶段II和损伤失稳前兆阶段III。由声发射参数表征的损伤前兆出现时间先后顺序为:事件率<振铃计数<能量计数。（5）在试样最终破坏前,红外辐射最高温度和平均温度都出现平静期。红外辐射平均温度与应力、应变均为正相关,与累计机械功曲线近似呈三次多项式关系。二维频谱图的中央竖向高频条带逐渐变宽向横向扩展,试样破坏后呈“?”形态。（6）数值模拟的预制裂纹起裂、扩展以及断口形态与物理试验吻合良好。随着d减小,弯曲应力增加,硬脆性增强。声发射连续出现的起始点可以作为弯曲脆性破坏的前兆特征。数值模拟前兆优先级最高、声发射次之、红外辐射最低。预制切口存在某一临界位置,该位置决定裂纹的拉剪应力状态和断裂路径。
王亮[5]（2020）在《船舶复杂机舱环境下的油池火焰燃烧及其火灾演变特性研究》文中认为机舱作为船舶的动力源,其安全性是船舶正常运转的基本保障,然而其火灾总数却占船舶火灾总数的75%,极大威胁着船舶航运及人身、财产安全。而机舱作为不良通风的受限空间,具有机械强气流通风、局部低氧气浓度及复杂结构布置等环境特点,对舱内油池火灾场的发展变化均具有显着的影响。但现有研究中,机舱较多的被简化成具有简单壁面通风口的单一受限空间,忽略了舱室环境对油池火的影响。因此,本文基于舱室中不同气流强度和不同初始氧气浓度等环境条件,研究油池火在复杂多层结构机舱内的燃烧及演变机理,对船舶安全具有十分重要的意义。本文主要工作和研究成果如下:1、针对舱室不同气流强度环境特点,搭建了横向气流作用下油池火蔓延实验平台。研究了不同气流速度（0 m/s-2.4 m/s）对矩形油池火的火焰形态、传播及燃烧的影响。同时,提出一类通风气流作用下矩形油池火焰几何形态的分析方法,揭示了不同气流强度下伴有表面火焰传播现象的油池火燃烧特性。研究发现:一方面,强气流改变了油池火典型的发展特征,其最高质量损失速率与气流速度之间存在立方变化关系。并基于热辐射理论,建立了燃油表面热流密度的函数方程,表明高速气流可降低油池远端燃油的热流密度,也可使远端冷油区内部温度升高率近乎相同。另一方面,强气流使矩形油池火焰呈非统一的倾斜状态,并存在火焰基底拖拽现象,该拖拽长度与壁面高度、气流速度存在幂次积无量纲关系。且火焰蔓延前锋的波动幅值为火焰加热长度,并建立了蔓延速度与不同气流下加热长度之间的耦合关系。另外,发现火焰变化由多组混合频率信号共同组成,单一Fourier频率分析不能准确获取火焰周期变化特性。提出运用多层分解及时频分析法,得到了火焰低频及高频周期变化特点,且各频率随气流速度的增大而增大。此外,提出一类基于羽流周期变化计算非统一火焰高度及倾斜角度的方法,发现不同油池位置处瞬态火焰高度围绕其平均高度波动,且火焰倾斜角度沿油池纵向呈非线性分布特性,并建立了火焰平均高度、倾斜角度与瞬态热释放率、火焰位置、气流速度之间的数学模型。2、针对舱室内不同初始氧气浓度（18%—21%）的环境特点,进一步搭建了密闭受限空间油池火燃烧实验平台。研究了不同直径油池火焰燃烧状态、火焰温度、烟气运动变化特性。扩展了受限空间内油池火焰形态特征与多因素研究的适应性范围,并揭示了不同初始氧气浓度环境对油池火焰燃烧特性的影响。研究发现:低氧气浓度导致燃油质量损失速率的稳定阶段几乎消失。且火焰周期振荡频率f随初始氧气浓度YO2的降低而升高,并满足:f/（g/D）1/2=0.21(YO2/ Y∞)-5.6。火焰高度对初始氧气浓度同样具有较强的敏感性,并修正了传统火焰高度的经验公式。另外,火焰羽流温度随羽流高度升高的衰减速率是初始氧气浓度幂次积函数,通过建立羽流温度与氧气浓度之间的瞬态关系,显示温度变化率正比于氧气浓度变化率。而火焰连续区的温度为一恒定值Φ=19Ψ,Ψ由初始氧气浓度及燃油热物性共同决定。此外,烟气层下降速度及燃烧产物浓度近似与初始氧气浓度呈正比。3、基于上述两类环境,采用大涡模拟技术,结合FDS（Fire Dynamics Simulator）软件平台,对复杂环境下多层结构的散货船机舱油池火灾进行了数值模拟研究。在一定程度上拓宽了机舱火灾的研究内容。研究发现:强通风气流环境下,火焰区存在两列旋转方向相反的涡旋及双列线涡拟序结构。并且流入燃烧区的空气存在正、反涡旋间隔排列的拟序现象。同时,受气流影响,烟气在各区域内的流动并非均匀,且烟羽流与顶棚之间形成“Y”型高温区。此外,不同初始氧气浓度可使火焰传播形成近似正弦周期性变化的倾斜状态,其周期大小与氧气浓度成正比。另外,顶棚下方“Y”型高温区消失,沿油池中心法向两侧各存在温度波峰,并建立了适用于不同初始氧气浓度的烟气层最高温升无量纲方程。
陈菲儿[6]（2020）在《航空煤油及其关键单体组分的贫油预混燃烧稳定性研究》文中提出随着航空发动机技术的发展与人们对环境的愈发重视,贫油预混燃烧技术被广泛应用,在高效燃烧的同时实现较低的污染物排放。这种工作条件下的燃烧室极易发生燃烧不稳定现象,严重影响发动机的可靠性。燃油的理化性质与组分变化对燃烧不稳定特性具有重大影响,然而,国内外的学者主要采用气态燃料开展贫油预混燃烧不稳定研究,其结论的普适性与对实际航空发动机的指导意义仍有待考证。因此,本文采用RP-3航空煤油及其关键单体组分作为试验燃料,研究了液态燃料组分对燃烧稳定性的影响与燃烧室处于稳定-不稳定转变时的火焰-流场相互作用机理。本文首先在一个贫油预混预蒸发模型燃烧室内研究了RP-3航空煤油、异辛烷、甲基环己烷（MCH）及正十二烷在不同当量比及进气速度下的燃烧稳定性区间。结果表明,使用四种燃料时系统的燃烧稳定性呈现出相似的整体趋势:随着当量比从1逐渐降低,燃烧室从不稳定燃烧逐渐过渡到稳定燃烧,直至吹熄。然而,不同的燃料表现出不同的贫油吹熄极限（LBO）与燃烧稳定-不稳定转变边界,以正十二烷作为燃料时,试验燃烧室能够稳定工作在最宽的当量比范围。其次,在相同的工况下对比了不同燃料的燃烧不稳定特性。研究表明,燃料化学性质对系统动态压力的主频与幅值、燃烧热释放等具有显着影响。燃料的绝热火焰温度越高,在相同工况下燃烧不稳定的频率越高;由于着火延迟的差异,不同燃料的燃烧反应表现出不同的相位延迟。为了进一步解析液态燃油组分变化对燃烧不稳定特性的影响,本文基于高速火焰OH*自发光拍摄及二维PIV技术,重点研究了异辛烷和MCH火焰形态与流场特性差异。速度频谱分析结果表明,使用这两种燃料时的火焰与流场的主要脉动形式均为轴向脉动,其差异主要体现在内部回流区（IRZ）和内部剪切层（ISL）的分布上。使用异辛烷时,IRZ分布范围更大且更靠近燃烧室壁面处,而使用MCH时,IRZ分布范围较小且更远离燃烧室壁面,但是更加靠近燃烧室端面喷嘴处。这些差异直接影响到燃烧室的火焰形态,因此,与异辛烷相比,MCH火焰反应区更加靠近燃烧室端面,燃烧反应也更加剧烈,具有较高的热释放率。另外,由于异辛烷和甲基环己烷的一阶POD模态存在时间差,导致这两种燃料整体热释放率表现出不同的相位。最后,为了探索贫油预混燃烧室从稳定向不稳定燃烧转变的机理,通过时间平均、POD分解等方法,研究了RP-3航空煤油燃烧稳定性转换时燃烧室的火焰及流场特性。结果表明,当模型燃烧室处于稳定、过渡及不稳定状态时,火焰及流场特性差异明显,燃烧室从稳定发展为不稳定时伴随着进动涡核的生成,而外部回流区内出现火焰是燃烧不稳定出现的必要非充分条件。
申小明[7]（2019）在《锥形旋流器模型燃烧室头部结构研究》文中进行了进一步梳理实现低排放是燃气轮机的主要发展方向之一。目前低排放燃气轮机燃烧室广泛采用干式低污染燃烧技术,其采用的贫预混燃烧容易带来燃烧不稳定问题,特别是低工况下,甚至会出现突然熄火,严重时会导致设备故障。本文以基于贫预混燃烧技术设计的锥形旋流器及其模型燃烧室为研究对象,开展相关的实验及数值模拟研究,探索该旋流器模型燃烧室的流场特性、燃烧特性及相关的规律。根据实验研究中发现的问题,对锥形旋流器头部结构进行了改进优化,并通过实验验证了改进后的效果;同时,实验研究了关键参数对燃烧稳定性的影响规律。此方面的研究结果可为低污染燃气轮机燃烧室的相关设计和洁净稳燃技术的研发提供一定的参考或依据。实验范围内主要研究内容与结果如下:（1）本文首先设计加工了锥形旋流器模型燃烧室,随后开展了一系列工况下的燃烧实验,获得了该型旋流器燃烧室燃烧特性的第一手实验数据,并对典型工况进行了数值模拟,获得了典型流场、回流区和温度场等特征;同时,结合实验和数值模拟研究了锥形旋流器中布置中心燃气的作用,结果表明,中心燃气对燃烧稳定性及回流区构造具有重要作用,适当比例的中心燃气分配比能显着提升燃烧室的贫熄性能,并将强旋流造成的回流区适当外推,优化回流区结构,避免火焰过于深入锥内;最后,详细研究了燃气分配比对燃烧室贫熄性能和脉动压力特性的影响。这些工作为其后续的进一步研究提供了参考数据和支撑。（2）为进一步改善燃烧室低工况下的燃烧稳定性,本文提出了在锥形旋流器头部布置特定几何形状中心体的方法,通过数值模拟和实验,对比分析了多种中心体结构,获得了贫熄性能和脉动压力特性较好的中心体几何参数组合:中心体轴向长度采用轴向参考尺寸的50%,直径采用径向参考尺寸的37%,燃气喷射角采用30°,燃气喷孔采用8个直径为0.8 mm的小孔。（3）为了降低燃烧室内的压力波动,本文提出在锥形旋流器模型燃烧室头部布置横向射流来调控燃烧室内的脉动压力强度,通过实验对比分析了喷入可燃气体和不可燃气体两种方案的效果,发现横向喷入不可燃气体更为有效,为锥形旋流器燃烧室的主动控制技术研究提供了参考。（4）对结构优化后带有中心体的锥形旋流器模型燃烧室开展了实验研究,对典型实验点的污染物排放、燃烧区温度分布和燃烧效率等进行了测量分析,揭示了锥形旋流器燃烧室的燃烧特性;同时,开展了当量比、燃气分配比和进气温度等参数对燃烧室脉动压力特性影响的实验工作,总结了这些参数对燃烧室燃烧稳定性的影响规律,为锥形旋流器燃烧室燃烧稳定性的改进提供了更详细的参考或依据。
马龙泽[8]（2020）在《底排点火具非稳态燃烧特性研究》文中研究指明底部排气弹出炮口瞬间,底排装置经历强瞬态降压扰动,底排药剂振荡燃烧甚至熄火,点火具继续对底排药剂进行点火,但点火延迟时间不一致导致底排弹落点散布大,严重影响了大口径火炮的远程精确打击能力。为提高底排药剂点火一致性,必须清楚地了解底排装置快速降压过程中点火具燃烧火焰对底排药剂点火过程的内在物理机制,以及点火延迟时间不一致的影响因素。本文以快速降压条件下,底排药剂瞬间熄火,点火具对底排药剂进行点火这一过程为重心,多角度多层次地开展了底排点火具非稳态燃烧特性的实验和理论研究。主要研究内容和成果如下:（1）不同工作环境中底排点火具燃烧特性的实验研究采用高速录像仪对不同孔径和装载不同烟火药的7种三类点火具在大气环境中的稳态燃烧特性进行了实验研究,然后搭建了快速降压实验平台,观测了不同烟火型点火具的非稳态燃烧特性,获得了多角度观测结果。结果表明:常压下,镁/聚四氟乙烯（MT）点火具和硝酸钡（Ba（NO3）2）点火具燃烧射流主体为高温燃气,主要以热对流方式对底排药剂点火,底排药剂燃烧符合“平行层”燃烧规律,而氢化锆/氧化铅（Zr H2/Pb O2）点火具燃烧射流主要为凝聚相粒子流,主要以热传导方式实现点火,会严重破坏底排药剂的“平行层”燃烧规律。快速降压条件下,MT点火具和Ba（NO3）2点火具火焰脉动小,抗扰动能力强,但MT点火具的工作持续能力强于Ba（NO3）2点火具,而Zr H2/Pb O2点火具燃烧射流首先出现的是凝聚相粒子流,降压结束后才出现气态火焰,且工作持续能力较弱。（2）底排点火具稳态燃烧特性的数值研究在实验基础上,开展了二维MT烟火药柱和三维MT烟火型六孔点火具稳态燃烧特性的数值研究,揭示了MT烟火药燃烧射流场特征参数的分布规律。结果表明:MT烟火药柱燃烧时,随着压力增大,反应速率增大,CF2分布核心和Mg+CF2=Mg F2+C的反应核心往下游移动,C分布核心和C-C结合反应核心由一个中心反应核心分裂后,在反应区两侧形成一对小的反应核心。MT烟火型六孔点火具燃烧时,其三维燃烧流场沿轴向由射流会聚区和射流联合区构成,且射流会聚区中每股射流在喷孔上方都存在一个势流核心区。六股燃烧射流的势流核上方温度最高,势流核周侧速度最大。在射流会聚区,动量、能量和组分从每股射流向中心传递扩散。在射流联合区,中心轴线上速度、温度和组分质量分数最大,不同横向剖面参数分布表现出相似性,射流呈单股自由射流特征。（3）快速降压条件下底排点火具非稳态燃烧特性的数值研究针对快速降压过程中底排药剂二次点火的模拟实验装置,数值计算获得了喷焰羽流形态演变过程,并与实验观测结果吻合较好,验证了数值模型的可行性。揭示了降压瞬间不同初始喷压比下点火具瞬态燃烧特性。结果表明:快速降压条件下,初始阶段,点火具火焰被压制在其端面,发射药燃气出喷口后形成超音速欠膨胀喷焰羽流。中期阶段,点火具火焰渐成竖立的“ω”形态,发射药燃气超音速欠膨胀羽流变为混合点火具燃气的超音速欠膨胀羽流,随着点火具火焰往下游扩展,点火具火焰逐渐转变为锥形,射流下游径向温度梯度变小,热对流和热扩散比上游更强烈,喷焰羽流形成周期性菱形火焰串。临终阶段,混合燃气超音速欠膨胀羽流逐渐转变为点火具燃气亚音速羽流。降压瞬间初始喷压比越大,燃气膨胀热损失越大,点火具燃气射流径向热对流和热扩散越弱。（4）底排装置快速降压过程中点火具非稳态燃烧特性的数值研究针对静止的实际底排装置,数值研究了快速降压过程中点火具燃气和发射药燃气的耦合流动特性,并提出以等效恒定对流热流密度估算二次点火延迟时间,揭示了降压瞬间初始喷压比、MT粒度和质量比等参数变化对点火具燃烧特性的影响规律。结果表明:底排装置降压开始时,降压扰动从喷口向燃烧室上游传递,扰动强度沿程衰减。随着时间推移,燃烧室各处压力逐渐以大小相近的降压速率平稳下降。点火具燃气与其周侧的发射药燃气存在速度差,引起Kelvin–Helmholtz不稳定性。随着降压瞬间初始喷压比减小、PTFE粒度增大、Mg粒度减小以及Mg含量增大,底排药剂表面燃气温度变高,底排药剂二次点火延迟时间缩短。（5）底排弹出膛口后效期点火具非稳态燃烧特性的数值研究针对某155mm底排弹发射工况,数值研究了低温、常温和高温三种发射药初始温度条件下,底排装置出膛口后的点火具瞬态燃烧特性。结果表明:底排装置出膛口降压过程中,点火具射流火焰反复伸展收缩三次,射流出现Kelvin–Helmholtz不稳定性。降压开始短时间内,随着点火具射流火焰收缩,燃烧室上下游的点火具燃气出现轴向速度差,形成接触间断,但随着点火具射流火焰伸展而消失。1.5ms后,接触间断一直存在,且其随点火具射流火焰伸展向下游移动直到喷口为止。点火具高温燃气对底排药剂对流加热过程中,最大热流密度及其位置均会振荡波动,降压快结束时,最大热流密度稳定在1200W/cm2左右,位置稳定在燃烧室上游。
孙文静[9]（2019）在《复杂气固多射流的涡团结构演化及其相互作用机理的实验和数值模拟研究》文中研究表明随着锅炉单机发电量的上升和污染物减排政策的执行,四角切圆燃煤锅炉凭借其稳定的着火性、简单的操作性和较高的煤种适应性,已成为我国超临界和超超临界锅炉火力发电的主要发电形式,因此对四角切圆煤粉锅炉研究的深度和精度在不断提高。现有对四角切圆煤粉锅炉的研究集中于关注工业尺度燃煤锅炉运行情况,缺乏对其介观多尺度的研究,包括1)煤粉颗粒在复杂多射流中的弥散机理及颗粒对湍流流动的影响规律;2)四角切向射流中煤粉湍流燃烧的过程及污染物生成机理。针对此问题,本文采用实验和数值模拟相结合的方法对四角切向湍射流的涡团结构演化、气固相互作用机理及四角切向煤粉湍流燃烧机理进行深入研究。基于流场显示定性观察和粒子图像测速法（PIV）定量观测相结合的测量方案,构建气固四角切向射流可视化实验测量系统,系统地研究了理想切圆直径、初始气速、固相颗粒粒径对气固切向湍流流动的影响规律,包括气相涡团结构、颗粒弥散规律、切向射流偏斜规律及切向射流能量耗散机理。基于大涡模拟（LES）和颗粒离散模型（DPM）,分别采用双向耦合和四向耦合的气固湍流模型对气固四角切向射流进行数值模拟研究,系统地研究了颗粒碰撞、颗粒初始速度、颗粒载荷率对气固切向射流湍流流动的影响,发现复杂气固多射流中颗粒弥散特性主要受到颗粒粒径的影响,其次为颗粒浓度,最后是湍动能耗散率和颗粒密度,并构建适用于复杂气固多射流的斯托克斯数经验公式。基于双向耦合的大涡模拟和颗粒离散相模型,耦合混合分数概率密度函数（PDF）的非预混燃烧模型,构建切向煤粉湍流燃烧的三维数理模型,系统地研究了煤粉粒径和燃烧气氛对四角切向煤粉湍流燃烧的影响,研究发现适当的颗粒弥散和过量空气系数是煤粉稳定燃烧的基础,从涡团尺度和颗粒尺度分析了颗粒弥散规律对煤粉湍流燃烧的火焰稳定性及烟气组分浓度生成机理的影响。基于煤粉低氮燃烧机理,对采用多层附加燃尽风的低氮燃烧配风方式的大唐南京电厂660MW的四角切圆燃煤锅炉进行工程测试和数值模拟验证,系统地研究了不同分级配风率下的锅炉煤粉燃烧特性和污染物生成机理,为煤粉锅炉低氮燃烧的优化提供工程指导作用。
姜延欢[10]（2019）在《合成气预混火焰稳定性及传播特性研究》文中研究表明针对当前化石燃料的使用引起的日益严峻的环境问题和能源短缺问题,探寻清洁的可替代能源和探究燃烧机制以实现燃料的高效燃烧是两种重要的解决手段。合成气是一种以一氧化碳和氢气为主要成分的混合物,其原料广泛,制备方法多种多样。目前,合成气已在 IGCC（Integrated Gasification Combined Cycle）发电中得到广泛的应用。但是,由于合成气制备方式的差异,造成合成气中组份的含量变动较大,进而引起燃料理化性质的差异。针对合成气/空气层流和湍流预混燃烧展开研究,能够建立合成气/空气湍流预混燃烧的基础数据库,为湍流燃烧的优化和发展提供必要的数据保障。此外,随着对合成气/空气湍流预混燃烧机制认识的进一步加深,使得合成气/空气湍流燃烧效率的进一步提高也成为可能。建立了湍流定容燃烧弹实验台,主要包含定容燃烧弹弹体、湍流生成系统、同步触发系统、配气系统、点火系统和图像采集系统组成。基于旋流与射流相结合的理念设计湍流生成系统,并通过风扇与孔板相结合的方式实现了湍流强度的可控,采用纹影系统和高速摄像机相结合的方法实现了燃烧的可视化。基于所搭建的湍流定容燃烧弹实验平台,获得了合成气/空气层流和湍流预混燃烧的实验数据。研究了氢气比例、当量比和初始压力对有效Le数、密度比和火焰厚度的影响规律,分析了合成气层流预混火焰固有不稳定性的影响机制;通过对火焰锋面的失稳特性进行提取,研究了火焰锋面裂纹的演变特性,获得了当量比、氢气比例和初始压力对裂纹演变的影响规律,明确了火焰锋面的膨胀速度和火焰锋面局部拉伸影响下的火焰锋面胞分裂速度之间的不均衡是引起裂纹无量纲传播速度的振荡式增长的主要原因,揭示了火焰固有不稳定性对火焰锋面胞状化进程的影响机制。针对合成气/空气层流预混火焰的非线性传播特性开展实验研究。研究了不同初始压力下当量比和氢气比例和对合成气层流燃烧速度的影响规律,验证了 GRI 3.0机理和USC Ⅱ机理对层理燃烧速度的预测的准确性,USC Ⅱ机理的预测值更接近于实验值,分析了核心基元反应对层流燃烧速度的影响机制;研究了当量比、氢气比例和初始压力对合成气/空气层流预混火焰两阶段自加速传播的影响规律,明确了火焰固有不稳定性的增强能够使过渡阶段所占的比重降低,饱和阶段所占的比重增加;研究了火焰固有不稳定性与火焰两阶段自加速的加速指数和分形超量的相关性,探讨了火焰拉伸对火焰自加速特性的影响机制。研究了合成气/空气湍流预混火焰锋面结构特性,研究了火焰锋面大尺度褶皱区域的平均面积、均匀性的演变特性,发现了湍流和火焰固有不稳定性能够促使火焰锋面大尺度褶皱的平均面积增大,不同褶皱区域的面积差别变大;探讨了湍流强度、当量比和氢气比例对火焰锋面曲率分布特性的影响规律,明确了湍流和火焰固有不稳定性的增强均能够引起火焰锋面曲率的分布范围增大,曲率相对较小的组分所占的比重逐渐降低;采用小波分析对火焰锋面结构进行多尺度分解,获得了火焰锋面不同尺度扰动的能量及不同尺度扰动的相关性,发现了湍流能够促使不同尺度扰动的波动程度加剧、扰动能量增强,分析了湍流对火焰锋面结构的影响机制,明确了火焰锋面不同尺度扰动的之间不存在明显的相关性。研究了合成气/空气湍流预混火焰的传播特性。研究了合成气/空气的湍流预混火焰的分区,分析了湍流对湍流预混火焰分区的影响和不同燃烧模式对火焰锋面结构的影响。研究了合成气湍流预混火焰的自相似传播特性,发现了氢气比例和当量比对湍流火焰自相似传播的影响规律,明确了氢气比例增大或当量比降低引起的Ma数降低对合成气湍流预混火焰自相似传播的影响呈现出完全相反的规律。研究了湍流强度、氢气比例和当量比对合成气/空气湍流燃烧速度的影响规律,发现了Re 和Da与uT/uL分别呈正相关和负相关。研究了湍流对合成气湍流预混火焰锋面局部结构和局部速度相关性的影响机制。
二、小尺度火焰温度波动联合时频特征初探（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、小尺度火焰温度波动联合时频特征初探（论文提纲范文）
（1）旋流预混燃烧热声不稳定的动态特性与控制研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号清单 |
| 1.绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 燃烧热声不稳定的诱因研究现状 |
| 1.2.1 燃烧室内流场的影响 |
| 1.2.2 火焰热释放率的影响 |
| 1.2.3 燃烧室声学阻抗的影响 |
| 1.3 燃烧热声不稳定的被动控制研究现状 |
| 1.4 燃烧热声不稳定的主动控制研究现状 |
| 1.5 燃烧热声不稳定的动态特性研究现状 |
| 1.6 论文选题依据与研究内容 |
| 1.6.1 论文选题依据 |
| 1.6.2 论文研究内容 |
| 2.预混燃烧热声振荡和污染物排放的变化特点 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验设置 |
| 2.2.1 预混燃烧器结构设计 |
| 2.2.2 仪器设备介绍 |
| 2.3 预混燃烧热声不稳定包络线图 |
| 2.4 预混火焰宏观结构的演变过程 |
| 2.5 NO_x排放特性 |
| 2.6 本章小结 |
| 3.横向射流参数对预混燃烧热声不稳定的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 横向射流结构对燃烧不稳定性的影响 |
| 3.2.1 环形微孔结构设计 |
| 3.2.2 热声不稳定的环形微孔射流优化控制 |
| 3.2.3 火焰热释放的振幅和频率迁移 |
| 3.2.4 火焰长度和温度分布的变化 |
| 3.2.5 研究小结 |
| 3.3 横向射流方向对燃烧不稳定性的影响 |
| 3.3.1 扁口射流结构设计 |
| 3.3.2 水平和垂直方向射流对燃烧不稳定的影响 |
| 3.3.3 水平和垂直方向射流对NO_x排放的影响 |
| 3.3.4 水平和垂直方向射流对火焰形态的影响 |
| 3.3.5 研究小结 |
| 3.4 横向射流介质对燃烧不稳定性的影响 |
| 3.4.1 横向射流流量的影响 |
| 3.4.2 射流喷嘴内径的影响 |
| 3.4.3 不同射流介质对NO_x排放的影响 |
| 3.4.4 火焰模态的变化特点 |
| 3.4.5 研究小结 |
| 4.Oxy富氧横向射流对燃烧热声振荡和NO_x排放的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 环形N_2/O_2和 CO_2/O_2射流对燃烧不稳定和 NO_x排放的影响 |
| 4.2.1 CO_2/O_2和N_2/O_2射流对燃烧不稳定的影响 |
| 4.2.2 燃烧器的NO_x排放和温度场变化特点 |
| 4.2.3 火焰宏观结构的变化特点 |
| 4.2.4 研究小结 |
| 4.3 不同预热温度的CO_2/O_2射流燃烧不稳定和排放的影响 |
| 4.3.1 预热CO_2/O_2射流对燃烧不稳定的影响 |
| 4.3.2 NO_x排放的特点 |
| 4.3.3 火焰模态的变化 |
| 4.3.4 研究小结 |
| 4.4 富氧横向射流控制热声不稳定时的相关性分析 |
| 4.4.1 相关性分析 |
| 4.4.2 火焰振荡模态的变化 |
| 4.4.3 研究小结 |
| 5.过热蒸汽对热声不稳定和NO_x排放的协同控制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验设备 |
| 5.3 蒸汽流速的影响 |
| 5.4 蒸汽射流喷嘴尺寸的影响 |
| 5.5 蒸汽射流下NO_x排放特性 |
| 5.6 火焰结构的变化 |
| 5.7 本章小结 |
| 6.燃烧器几何结构对热声振荡动态特性的影响 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验装置与非线性时间序列分析 |
| 6.3 声场激振下的火焰—声学共振 |
| 6.4 火焰—声学共振特性的分析 |
| 6.5 火焰热释放共振特性分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 7.热声振荡主动控制时的衰减时间和抑制比研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 热声耦合的数学建模 |
| 7.3 Simulink仿真模型 |
| 7.4 极限环和瞬态热声振荡的控制 |
| 7.5 控制器和执行器的有效性 |
| 7.6 控制过程中热声衰减时间的变化 |
| 7.7 本章小结 |
| 8.全文总结与展望 |
| 8.1 全文总结 |
| 8.1.1 主要研究成果和结论 |
| 8.1.2 主要创新点 |
| 8.2 下一步工作展望 |
| 参考文献 |
| 博士期间研究成果和荣誉 |
（2）燃料轴向分级燃烧污染物排放及其交叉射流火焰特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 符号列表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 燃料轴向分级燃烧技术的研究现状 |
| 1.2.1 燃料轴向分级燃烧的反应动力学研究 |
| 1.2.2 燃料轴向分级燃烧的污染物排放特性研究 |
| 1.2.3 二级燃烧区的火焰及流动特征研究 |
| 1.2.4 燃料轴向分级燃烧技术的应用现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 燃料轴向分级燃烧的化学反应器网络模型研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 燃料轴向分级燃烧的CRN模型 |
| 2.3 CRN模型校验 |
| 2.3.1 CRN模型的实验验证 |
| 2.3.2 NO_x生成路径分析方法及验证 |
| 2.4 CRN模拟结果及分析 |
| 2.4.1 燃料分配的影响 |
| 2.4.2 停留时间分配的影响 |
| 2.4.3 二级射流与烟气掺混程度的影响 |
| 2.4.4 壁面热损失的影响 |
| 2.4.5 进气温度的影响 |
| 2.4.6 压力的影响 |
| 2.4.7 模拟燃机工况下的NO_x减排潜力 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 燃料轴向分级燃烧污染物排放实验研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验平台及方法 |
| 3.2.1 实验平台 |
| 3.2.2 测量方法 |
| 3.2.3 实验流程 |
| 3.2.4 实验工况 |
| 3.3 实验结果及分析 |
| 3.3.1 单级模式下污染物排放特性 |
| 3.3.2 燃料轴向分配比例的影响 |
| 3.3.3 一、二级当量比的影响 |
| 3.3.4 二级喷嘴射流速度的影响 |
| 3.3.5 燃料轴向分级燃烧方案排放特性对比分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 燃料轴向分级燃烧交叉射流火焰特性的实验研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验工况 |
| 4.3 实验结果及分析 |
| 4.3.1 二级燃烧区火焰图像分析 |
| 4.3.2 OH~*测量结果及分析 |
| 4.3.3 OH-PLIF测量结果及分析 |
| 4.3.4 实验结果的模拟分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 交叉射流火焰数值模拟方法及验证 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 数值模拟方法简介 |
| 5.2.1 控制方程组的封闭 |
| 5.2.2 湍流模型简介 |
| 5.2.3 燃烧模型简介 |
| 5.3 交叉射流流场的冷态模拟及验证 |
| 5.3.1 几何模型及边界条件 |
| 5.3.2 RANS方法的验证 |
| 5.3.3 SAS和 WMLES模拟的验证 |
| 5.4 交叉射流火焰的热态模拟及验证 |
| 5.4.1 几何模型、网格及边界条件 |
| 5.4.2 迹线及速度场分布验证 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 交叉射流火焰数值模拟及分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 JIC火焰的瞬态结果分析 |
| 6.2.1 冷、热态流场涡结构对比 |
| 6.2.2 迎、背风侧的瞬态火焰特征 |
| 6.3 JIC火焰的时均结果分析 |
| 6.3.1 冷态射流中心迹线上的标量衰减特征 |
| 6.3.2 燃烧反应对JIC流场的影响 |
| 6.3.3 JIC流场的壁温分布 |
| 6.4 进口燃料分布对JIC流场的影响 |
| 6.5 JIC流场掺混均匀性分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（3）双级贫预混火焰的层流火焰结构及燃烧特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 燃机燃烧室的火焰组织方式 |
| 1.3 燃气轮机的分级燃烧技术 |
| 1.3.1 富燃/猝熄/贫燃技术 |
| 1.3.2 柔和燃烧技术 |
| 1.4 DLP/MILD燃烧系统 |
| 1.4.1 燃气轮机燃烧技术的对比分析 |
| 1.4.2 DLP/MILD系统的燃烧方式与优势 |
| 1.4.3 DLP/MILD系统的降氮原理 |
| 1.5 双级贫预混火焰的组织形式与流动状态 |
| 1.6 非均匀当量比预混火焰的研究现状 |
| 1.7 本文的主要研究内容 |
| 第2章 双级预混火焰实验系统及数值计算方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 双级预混火焰特性实验系统 |
| 2.2.1 燃烧器的结构设计 |
| 2.2.2 实验测量设备与方法 |
| 2.2.3 实验测量的误差分析 |
| 2.3 数值计算方法 |
| 2.3.1 Open FOAM计算平台 |
| 2.3.2 laminar SMOKE的控制方程及算法 |
| 2.3.3 同轴射流计算模型的建立 |
| 2.3.4 计算域网格划分及其无关性验证 |
| 2.4 工况设定 |
| 第3章 分级火焰的形态特征与基本结构 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 双级贫预混火焰的几何特征与温度分布 |
| 3.3 数值计算与实验结果对比 |
| 3.4 双级贫预混火焰的结构分析 |
| 3.4.1 燃烧区内气体的流线分布 |
| 3.4.2 二级火焰的燃烧特征与分析 |
| 3.5 预混气参数对二级火焰燃烧状态的影响 |
| 3.5.1 锋面位置确定和燃烧燃料量的计算 |
| 3.5.2 一级预混参数对二级火焰的影响 |
| 3.5.3 二级预混参数对自身燃烧的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 双级贫预混火焰的稳定性分析与NO_X生成比较 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 预混参数对火焰温度的影响 |
| 4.3 二级环流对火焰熄火边界的影响 |
| 4.3.1 空气环流时中心火焰的熄火边界 |
| 4.3.2 预混气环流时中心火焰的熄火边界 |
| 4.3.3 二级预混参数对熄火边界影响的比较 |
| 4.4 双级贫预混火焰的整体当量比计算 |
| 4.5 双级贫预混火焰的污染物生成分析 |
| 4.5.1 双级贫预混火焰NO_X生成量的对比 |
| 4.5.2 二级火焰对NO_X生成的影响 |
| 4.5.3 双级贫预混燃烧时NO_x生成与转化过程 |
| 4.5.4 双级贫预混火焰的CO生成情况 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 阵列式双级贫预混火焰的布置方案与燃烧特征 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 双级贫预混火焰的实际构建方案分析 |
| 5.3 狭缝式双级贫预混火焰计算模型 |
| 5.4 阵列式双级贫预混火焰的燃烧特征 |
| 5.4.1 阵列式燃烧时火焰的基本形态 |
| 5.4.2 狭缝式燃烧时火焰的温度分布 |
| 5.4.3 阵列式双级贫预混火焰的NO_x生成特点 |
| 5.5 喷口几何尺寸的设定分析 |
| 5.6 双级贫预混火焰与下游燃烧段的配合分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（4）岩石拉剪断裂的声发射和红外温度场前兆规律研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 岩石破坏前兆信息的研究现状和发展动态 |
| 1.2.1 岩石声发射前兆信息的研究 |
| 1.2.2 岩石红外辐射前兆信息的研究 |
| 1.2.3 岩石声发射-红外前兆信息的研究 |
| 1.2.4 岩石破裂过程的数值模拟研究 |
| 1.3 研究内容、特点与技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 研究特点 |
| 1.3.3 技术路线 |
| 2 岩石破裂监测技术 |
| 2.1 声发射技术 |
| 2.1.1 声发射技术简介 |
| 2.1.2 声发射数据分析方法 |
| 2.2 红外热成像技术 |
| 2.2.1 红外热成像技术简介 |
| 2.2.2 红外热成像数据分析 |
| 3 辉绿岩三点弯曲的物理试验研究 |
| 3.1 岩石试样制备 |
| 3.2 试验设备 |
| 3.3 三点弯曲试验过程 |
| 3.3.1 试验前准备工作 |
| 3.3.2 三点弯曲试验步骤 |
| 3.4 岩石三点弯曲试验力学特性 |
| 3.4.1 岩石破坏过程分析 |
| 3.4.2 岩石断裂形态分析 |
| 3.4.3 预制切口位置对断裂能耗的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 岩石断裂过程的声发射时频分析与损伤演化特征 |
| 4.1 声发射时域分析 |
| 4.1.1 声发射经典参数分析 |
| 4.1.2 声发射特征参数分析 |
| 4.1.3 声发射前兆信息汇总 |
| 4.2 声发射频域分析 |
| 4.3 基于声发射的损伤特征 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 岩石断裂过程中的红外温度场特征 |
| 5.1 红外辐射温度特征 |
| 5.1.1 红外辐射最高最低温度的变化特征 |
| 5.1.2 红外辐射平均温度变化特征 |
| 5.1.3 红外辐射平均温度与应力、应变和机械功的关系 |
| 5.2 基于红外热像的频域特征 |
| 5.2.1 红外热像去噪方法 |
| 5.2.2 基于FFT的红外热像特征 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 辉绿岩三点弯曲数值模拟试验 |
| 6.1 RFPA软件原理和功能简介 |
| 6.2 三点弯曲数值模拟试验方案 |
| 6.3 三点弯曲数值模拟结果及分析 |
| 6.3.1 预制裂纹扩展分析及预测 |
| 6.3.2 声发射分析 |
| 6.3.3 预制裂纹临界位置 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 辉绿岩的声发射、红外辐射与数值模拟前兆规律 |
| 7.1 前兆信息优先级 |
| 7.2 阶段化响应规律 |
| 7.3 拉伸和剪切断裂声发射和红外特征的讨论 |
| 7.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（5）船舶复杂机舱环境下的油池火焰燃烧及其火灾演变特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 机舱火灾特点 |
| 1.1.2 油池的形成及机舱环境对其火灾的影响 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 船舶机舱火灾研究 |
| 1.2.2 油池火燃烧特性研究 |
| 1.2.3 油池火焰形态的研究 |
| 1.2.4 研究现状小结 |
| 1.3 研究内容及技术路线 |
| 1.4 论文章节安排 |
| 第二章 横向气流作用下油池火蔓延的实验研究方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验平台的基本组成 |
| 2.2.1 实验油池 |
| 2.2.2 不同气流强度 |
| 2.2.3 燃油及点燃方式 |
| 2.3 实验测试系统 |
| 2.3.1 质量损失速率的测量 |
| 2.3.2 温度场测量 |
| 2.3.3 油池火焰图像采集 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 静止环境及气流作用下油池火焰基本形态特性 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 静止环境下不同油层厚度油池火焰的传播特性 |
| 3.2.1 不同油层厚度油池火焰传播现象 |
| 3.2.2 火焰前锋蔓延特性 |
| 3.3 不同气流强度作用下火焰状态及其拖拽特性 |
| 3.4 不同气流强度作用下油池火焰周期变化特性分析 |
| 3.4.1 基于傅里叶变换的油池火焰变化频率分析 |
| 3.4.2 基于小波分析的火焰周期变化特性分析 |
| 3.5 气流强度对不同火焰位置处火焰高度和倾斜角度的影响 |
| 3.5.1 油池火焰间歇性函数分析 |
| 3.5.2 火焰平均高度 |
| 3.5.3 火焰倾斜角度 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 气流作用下油池火焰燃烧及其传播特性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 不同气流强度下燃油质量损失速率 |
| 4.3 温度及热流密度分析 |
| 4.3.1 温度场分析 |
| 4.3.2 燃油热流密度分析 |
| 4.4 不同气流强度下火焰前锋蔓延速度 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 机舱初始氧气浓度对油池火焰燃烧的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验方法 |
| 5.2.1 舱室密闭空间 |
| 5.2.2 油池及供气系统 |
| 5.2.3 实验测试系统 |
| 5.3 不同初始氧气浓度下油池火焰燃烧的基本状态 |
| 5.3.1 燃油质量损失速率 |
| 5.3.2 热浮力作用下的火焰发展基本状态 |
| 5.3.3 火焰几何高度 |
| 5.4 火焰温度变化特性 |
| 5.4.1 火焰羽流温度 |
| 5.4.2 火焰连续、间歇区温度变化特性 |
| 5.5 烟气层运动及其成分变化特性 |
| 5.5.1 烟气层运动 |
| 5.5.2 烟气组分变化 |
| 5.6 小结 |
| 第六章 基于舱室环境的多层结构机舱油料火灾数值模拟 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 模型概述 |
| 6.2.1 守恒及状态方程 |
| 6.2.2 大涡模拟技术 |
| 6.2.3 燃烧模型 |
| 6.2.4 热辐射模型 |
| 6.3 船舶舱室模型的建立 |
| 6.3.1 某船舶机舱结构 |
| 6.3.2 舱室模型建立及模拟设置 |
| 6.4 强对流通风下机舱油池火灾特性 |
| 6.4.1 数值计算结果验证性分析 |
| 6.4.2 舱室火灾流场特性分析 |
| 6.4.3 机舱烟气运动及其成分变化分析 |
| 6.4.4 舱内温度场分析 |
| 6.5 不同初始氧气浓度对舱室火灾发展的影响 |
| 6.5.1 火焰不稳定传播特性 |
| 6.5.2 烟气流动及其温度特性分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者在攻读博士学位期间公开发表的论文 |
| 致谢 |
（6）航空煤油及其关键单体组分的贫油预混燃烧稳定性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 燃烧不稳定的形成机制 |
| 1.2.1 概述 |
| 1.2.2 当量比扰动 |
| 1.2.3 火焰-流场相互作用 |
| 1.3 燃烧不稳定的研究现状 |
| 1.4 燃料对燃烧稳定性的影响 |
| 1.5 本文组织结构与研究内容 |
| 第二章 试验装置与试验方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 试验台架 |
| 2.3 试验测量系统 |
| 2.3.1 高速二维PIV系统 |
| 2.3.2 高速OH*自发光拍摄 |
| 2.3.3 动态压力测量 |
| 2.4 试验燃料及其性质 |
| 2.5 试验流程与内容 |
| 2.6 数据处理方法 |
| 2.6.1 相位平均 |
| 2.6.2 POD分解 |
| 2.6.3 ART火焰形态三维重建 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 RP-3航空煤油及其关键单体组份燃烧稳定性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 不同燃料燃烧稳定性区间 |
| 3.3 不同燃料燃烧不稳定特性差异 |
| 3.4 不同燃料燃烧不稳定状态下火焰及流场特性 |
| 3.4.1 时间平均结果 |
| 3.4.2 相位平均结果 |
| 3.4.3 瞬态结果 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 燃烧稳定-不稳定转变机理 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 稳定-不稳定转变特征:基于压力及热释放数据 |
| 4.3 不同稳定性状态下火焰及流场特性 |
| 4.3.1 时间平均结果 |
| 4.3.2 瞬态结果 |
| 4.3.3 ORZ区域火焰特性 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 全文总结和工作展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 缩写与符号 |
| 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文 |
| 致谢 |
（7）锥形旋流器模型燃烧室头部结构研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 NOx生成机理及典型干式低污染燃气轮机燃烧室 |
| 1.2.1 NOx的生成机理 |
| 1.2.2 燃气轮机燃烧室NOx排放的主要影响因素 |
| 1.2.3 典型的干式低污染燃气轮机燃烧室 |
| 1.3 燃气轮机燃烧室燃烧不稳定性研究现状 |
| 1.3.1 燃烧室贫熄特性研究现状 |
| 1.3.2 热声不稳定性研究现状 |
| 1.4 EV燃烧室的发展历程及研究现状 |
| 1.4.1 EV燃烧室的发展历程 |
| 1.4.2 EV燃烧室的研究现状 |
| 1.5 本文研究思路和主要内容 |
| 第2章 实验系统和数值计算方法 |
| 2.1 实验台结构 |
| 2.1.1 空气系统 |
| 2.1.2 燃料气系统 |
| 2.1.3 烟气冷却及分析系统 |
| 2.2 实验台测量与控制采集系统 |
| 2.2.1 温度及压力测量 |
| 2.2.2 燃气与空气流量测量与控制 |
| 2.2.3 数据测控系统 |
| 2.3 实验段及实验内容 |
| 2.4 数值模拟计算方法 |
| 2.4.1 湍流模型 |
| 2.4.2 燃烧模型 |
| 2.4.3 辐射传热模型 |
| 2.4.4 边界条件 |
| 2.4.5 数值模拟方法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 锥形旋流器模型燃烧室实验及数值模拟研究 |
| 3.1 锥形旋流器模型燃烧室的设计 |
| 3.2 空气量变化时的贫熄实验及分析 |
| 3.2.1 实验结果与分析 |
| 3.2.2 数值模拟及分析 |
| 3.3 空气量不变时的贫熄实验及分析 |
| 3.3.1 实验结果与分析 |
| 3.3.2 数值模拟及分析 |
| 3.4 燃气分配比对燃烧稳定性的影响 |
| 3.4.1 实验结果与分析 |
| 3.4.2 模拟结果与分析 |
| 3.4.3 动态压力频谱分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 中心体对模型燃烧室燃烧稳定性影响的研究 |
| 4.1 中心体布置对燃烧稳定性的影响 |
| 4.2 有与无中心体燃气的对比研究 |
| 4.2.1 两种燃料分布 |
| 4.2.2 实验结果与分析 |
| 4.2.3 工况A2和B2 的数值分析 |
| 4.2.4 工况A2和B2 的动态压力分析 |
| 4.3 中心体结构尺寸对燃烧稳定性的影响 |
| 4.3.1 中心体轴向尺寸对燃烧稳定性的影响 |
| 4.3.2 中心体径向尺寸对燃烧稳定性的影响 |
| 4.3.3 中心体形状对燃烧稳定性的影响研究 |
| 4.4 中心体燃气喷射角度对燃烧稳定性的影响 |
| 4.4.1 实验结果与分析 |
| 4.4.2 脉动压力特性研究 |
| 4.5 中心体燃气小孔直径对燃烧稳定性的影响 |
| 4.5.1 实验结果与分析 |
| 4.5.2 脉动压力特性研究 |
| 4.6 中心体燃气小孔数量对燃烧稳定性的影响 |
| 4.6.1 实验结果与分析 |
| 4.6.2 脉动压力特性分析 |
| 4.7 横向射流对燃烧室燃烧稳定性的影响 |
| 4.7.1 横向喷入不可燃气体 |
| 4.7.2 横向喷入可燃气体 |
| 4.8 本章小结 |
| 第5章 结构优化后的锥形旋流器模型燃烧室燃烧特性实验研究 |
| 5.1 模型燃烧室及数据分析方法 |
| 5.1.1 模型燃烧室 |
| 5.1.2 动态压力数据处理方法 |
| 5.2 典型工况点实验结果分析 |
| 5.2.1 实验方案设计 |
| 5.2.2 点火特性 |
| 5.2.3 火焰现象分析 |
| 5.2.4 燃烧区内的温度分布 |
| 5.2.5 燃烧室燃烧效率 |
| 5.3 运行参数对压力波动的影响 |
| 5.3.1 当量比影响 |
| 5.3.2 燃气分配比影响 |
| 5.3.3 进气温度影响 |
| 5.4 燃烧室改进空间探讨 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（8）底排点火具非稳态燃烧特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 底排减阻增程技术研究 |
| 1.2.2 底排点火具燃烧特性研究 |
| 1.2.3 Mg/PTFE烟火药燃烧机理研究 |
| 1.3 本文主要工作 |
| 2 不同工作环境中底排点火具燃烧特性的实验研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 大气环境中底排点火具燃烧特性研究 |
| 2.2.1 实验样品 |
| 2.2.2 实验观测系统 |
| 2.2.3 实验结果与分析 |
| 2.3 快速降压条件下底排点火具燃烧特性研究 |
| 2.3.1 实验样品 |
| 2.3.2 实验观测系统 |
| 2.3.3 实验结果与分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 底排点火具稳态燃烧特性的数值研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 MT烟火药柱二维稳态燃烧特性研究 |
| 3.2.1 物理模型 |
| 3.2.2 数学模型 |
| 3.2.3 反应动力学机理 |
| 3.2.4 网格划分与初边界条件 |
| 3.2.5 计算结果与分析 |
| 3.3 底排点火具三维稳态燃烧特性研究 |
| 3.3.1 物理模型 |
| 3.3.2 数学模型 |
| 3.3.3 计算模型及网格无关性验证 |
| 3.3.4 数值结果的实验验证 |
| 3.3.5 计算结果与分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 快速降压条件下底排点火具非稳态燃烧特性的数值研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 数理模型 |
| 4.2.1 物理模型 |
| 4.2.2 数学模型 |
| 4.3 控制方程离散 |
| 4.3.1 空间离散 |
| 4.3.2 AUSM~+格式 |
| 4.3.3 隐式时间推进 |
| 4.4 计算模型 |
| 4.4.1 计算域与初边界条件 |
| 4.4.2 网格无关性验证 |
| 4.5 数值方法的实验验证 |
| 4.5.1 实验系统 |
| 4.5.2 实验结果与数值验证 |
| 4.6 点火具燃气和发射药燃气耦合流动特性研究 |
| 4.6.1 喷焰羽流特性 |
| 4.6.2 点火具瞬态燃烧特性 |
| 4.6.3 降压瞬间初始喷压比对点火具瞬态燃烧特性的影响 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 底排装置快速降压过程中点火具非稳态燃烧特性的数值研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 物理模型 |
| 5.3 计算模型 |
| 5.3.1 计算域与初始条件 |
| 5.3.2 边界条件 |
| 5.3.3 网格无关性验证 |
| 5.4 实验工况下底排点火具非稳态燃烧特性的数值分析 |
| 5.4.1 底排装置降压特性 |
| 5.4.2 点火具瞬态燃烧特性 |
| 5.4.3 底排药柱二次点火延迟时间 |
| 5.5 降压瞬间初始喷压比对点火具非稳态燃烧特性的影响 |
| 5.5.1 底排装置降压特性 |
| 5.5.2 点火具瞬态燃烧特性 |
| 5.5.3 底排药柱二次点火延迟时间 |
| 5.6 Mg/PTFE粒度和质量比对点火具非稳态燃烧特性的影响 |
| 5.6.1 底排装置降压特性 |
| 5.6.2 点火具瞬态燃烧特性 |
| 5.6.3 底排药柱二次点火延迟时间 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 底排弹出膛口后效期点火具非稳态燃烧特性的数值研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 物理模型 |
| 6.3 动网格模型 |
| 6.3.1 动网格方法 |
| 6.3.2 动网格流场计算守恒方程 |
| 6.4 计算模型 |
| 6.4.1 计算域 |
| 6.4.2 网格划分 |
| 6.4.3 动网格设置 |
| 6.4.4 初边界条件 |
| 6.5 发射药初始温度为常温条件下底排点火具非稳态燃烧特性的数值分析 |
| 6.5.1 膛口流场特性 |
| 6.5.2 弹丸运动特性 |
| 6.5.3 底排装置降压特性 |
| 6.5.4 点火具瞬态燃烧特性 |
| 6.5.5 底排药柱表面对流传热特性 |
| 6.6 发射药初始温度对底排点火具非稳态燃烧特性的影响 |
| 6.6.1 膛口流场特性 |
| 6.6.2 弹丸运动特性 |
| 6.6.3 底排装置降压特性 |
| 6.6.4 点火具瞬态燃烧特性 |
| 6.6.5 底排药柱表面对流传热特性 |
| 6.7 底排装置静止与运动条件下点火具射流火焰传热特性的比较 |
| 6.8 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 工作总结 |
| 7.2 本文创新点 |
| 7.3 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| 攻读博士学位期间参与的科研项目 |
（9）复杂气固多射流的涡团结构演化及其相互作用机理的实验和数值模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 四角切圆燃煤锅炉的研究进展 |
| 1.2.2 气固湍射流高精度数值模拟的研究进展 |
| 1.2.3 气固湍射流实验研究的研究进展 |
| 1.2.4 研究进展的综合评述 |
| 1.3 课题研究思路和目标 |
| 1.3.1 研究思路 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 1.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第二章 四角切向射流的涡团结构演化及射流相互作用的可视化实验研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验系统 |
| 2.3 试验过程及工况参数 |
| 2.4 图像处理过程及误差分析 |
| 2.5 试验结果与分析 |
| 2.5.1 涡团结构演化机理 |
| 2.5.1.1 涡团结构及演化过程 |
| 2.5.1.2 流体微团运动分析 |
| 2.5.2 四角切圆射流相互作用规律 |
| 2.5.2.1 射流偏斜规律 |
| 2.5.2.2 射流能量耗散规律 |
| 2.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 气固四角切向射流的三维数理建模 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于LES-DPM的气固切向射流的数学模型 |
| 3.2.1 气相改进的LES湍流模型 |
| 3.2.2 双向耦合的颗粒运动方程 |
| 3.2.3 四向耦合的颗粒碰撞模型 |
| 3.2.4 模型的数值求解方法 |
| 3.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 气固切向射流的涡团结构演化及气固相互作用机理的数值模拟研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 数值模拟对象及计算条件 |
| 4.2.1 计算区域及网格划分 |
| 4.2.2 计算工况及边界条件 |
| 4.2.3 模型验证 |
| 4.3 计算结果与分析 |
| 4.3.1 涡团结构演化规律 |
| 4.3.2 气固相互作用机理 |
| 4.3.2.1 切向射流对颗粒弥散规律的影响 |
| 4.3.2.2 弥散颗粒对切向湍流的影响 |
| 4.4 本章小节 |
| 参考文献 |
| 第五章 四角切向煤粉湍流燃烧的三维数理建模 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于LES-DPM-PDF的煤粉湍流燃烧的数学模型 |
| 5.2.1 气相改进的LES湍流模型 |
| 5.2.2 煤粉颗粒控制方程 |
| 5.2.3 煤粉燃烧模型 |
| 5.2.4 P-1辐射模型 |
| 5.2.5 NOx生成机理及模型 |
| 5.2.6 模型的数值求解方法 |
| 5.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 四角切向煤粉湍流燃烧的数值模拟研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 数值模拟对象及计算条件 |
| 6.2.1 计算区域及网格划分 |
| 6.2.2 计算工况及边界条件 |
| 6.3 计算结果与分析 |
| 6.3.1 燃煤粒径对煤粉湍流燃烧的影响 |
| 6.3.1.1 煤粉颗粒弥散规律 |
| 6.3.1.2 煤粉颗粒燃烧特性 |
| 6.3.1.3 湍流燃烧火焰扩散特性 |
| 6.3.1.4 污染物分布规律 |
| 6.3.2 燃烧气氛对煤粉湍流燃烧的影响 |
| 6.3.2.1 煤粉颗粒弥散规律 |
| 6.3.2.2 煤粉颗粒燃烧特性 |
| 6.3.2.3 湍流燃烧火焰扩散特性 |
| 6.3.2.4 污染物分布规律 |
| 6.4 本章小节 |
| 参考文献 |
| 第七章 660MW超超临界煤粉锅炉低氮燃烧的数值模拟研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 660MW四角切圆煤粉炉的三维数理模型 |
| 7.2.1 煤粉锅炉结构 |
| 7.2.2 数学模型 |
| 7.2.2.1 气固两相湍流流动模型 |
| 7.2.2.2 煤粉挥发及焦炭燃烧模型 |
| 7.2.2.3 炉膛辐射模型 |
| 7.2.2.4 NO_x生成机理及模型 |
| 7.2.2.5 模型的数值求解方法 |
| 7.2.3 物理建模和网格划分 |
| 7.2.4 主要参数和工况设计 |
| 7.3 数值模拟结果分析 |
| 7.3.1 数值模拟预测结果与工程试验验证 |
| 7.3.2 煤粉火焰燃烧特性 |
| 7.3.3 污染物排放特性 |
| 7.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第八章 结论与展望 |
| 8.1 主要研究成果及创新点 |
| 8.2 进一步研究展望 |
| 作者简介 |
| 学术论文及专利 |
| 一、学术期刊论文 |
| 二、参与会议 |
| 三、授权专利 |
| 项目资助/基金 |
| 致谢 |
（10）合成气预混火焰稳定性及传播特性研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 合成气/空气层流预混火焰锋面结构特性研究 |
| 1.3 合成气/空气层流预混火加速特性研究 |
| 1.4 合成气/空气湍流预混火焰锋面结构特性研究 |
| 1.5 合成气/空气湍流预混火焰传播特性研究 |
| 1.6 论文选题目的 |
| 1.7 论文研究内容 |
| 2 定容燃烧实验系统及数据处理方法 |
| 2.1 定容燃烧实验系统的构成 |
| 2.1.1 定容燃烧弹 |
| 2.1.2 湍流生成系统 |
| 2.1.3 点火系统 |
| 2.1.4 同步触发控制系统 |
| 2.1.5 配气系统 |
| 2.1.6 图像采集系统 |
| 2.2 火焰图像信息提取 |
| 2.3 参数定义 |
| 2.3.1 层流燃烧速度的计算方法 |
| 2.3.2 湍流燃烧速度的计算方法 |
| 2.4 合成气/空气湍流预混火焰的重复性实验 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 合成气/空气层流预混火焰失稳特性的研究 |
| 3.1 合成气/空气层流预混火焰固有不稳定性的影响研究 |
| 3.1.1 火焰固有不稳定性的表征参数 |
| 3.1.2 氢气比例对合成气/空气火焰固有不稳定性的影响 |
| 3.1.3 初始压力对合成气/空气火焰固有不稳定性的影响 |
| 3.2 火焰锋面胞状化结构的提取方法及研究 |
| 3.2.1 火焰锋面胞状化结构的提取方法 |
| 3.2.2 火焰锋面胞状化的表征参数 |
| 3.3 合成气/空气层流预混火焰失稳特性的影响研究 |
| 3.3.1 当量比对合成气层流预混火焰失稳特性的影响 |
| 3.3.2 氢气比例对合成气层流预混火焰失稳特性的影响 |
| 3.3.3 初始压力对合成气层流预混火焰失稳特性的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 合成气/空气层流预混火焰传播特性的研究 |
| 4.1 合成气/空气层流燃烧速度的影响研究 |
| 4.1.1 合成气/空气层流燃烧速度的研究 |
| 4.1.2 合成气/空气层流预混火焰马克斯坦长度的研究 |
| 4.1.3 合成气/空气燃烧化学反应敏感性分析 |
| 4.2 合成气/空气层流预混火焰传播特性的影响研究 |
| 4.2.1 合成气/空气层流预混火焰的传播过程 |
| 4.2.2 合成气/空气层流预混火焰传播特性的研究 |
| 4.3 合成气/空气层流预混火焰加速特性研究 |
| 4.3.1 加速指数和分形超量的计算 |
| 4.3.2 合成气/空气层流预混火焰加速指数研究 |
| 4.3.3 合成气/空气层流预混火焰分形特性研究 |
| 4.4 火焰固有不稳定性对合成气/空气层流预混火焰自加速的影响 |
| 4.4.1 有效刘易斯数对合成气/空气层流预混火焰自加速特性的影响 |
| 4.4.2 密度比对合成气/空气层流预混火焰自加速特性的影响 |
| 4.4.3 火焰厚度对合成气/空气层流预混火焰自加速特性的影响 |
| 4.4.4 火焰拉伸对合成气/空气层流预混火焰自加速特性的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 合成气/空气湍流预混火焰锋面结构特性的研究 |
| 5.1 参数提取及计算方法 |
| 5.1.1 火焰锋面坐标转换 |
| 5.1.2 大尺度褶皱提取方法 |
| 5.1.3 小波分析方法 |
| 5.2 合成气/空气湍流预混火焰锋面大尺度褶皱的研究 |
| 5.2.1 湍流强度对合成气/空气湍流预混火焰锋面大尺度褶皱的影响 |
| 5.2.2 当量比对合成气/空气湍流预混火焰锋面大尺度褶皱的影响 |
| 5.3 合成气/空气湍流预混火焰锋面曲率的研究 |
| 5.3.1 火焰锋面曲率计算 |
| 5.3.2 合成气/空气湍流预混火焰锋面曲率的演变规律研究 |
| 5.3.3 合成气/空气湍流预混火焰锋面曲率的概率分布研究 |
| 5.3.4 合成气/空气湍流预混火焰锋面曲率的累积概率分布研究 |
| 5.4 合成气/空气湍流预混火焰锋面扰动特性研究 |
| 5.4.1 合成气/空气预混火焰锋面演变特性研究 |
| 5.4.2 合成气/空气预混火焰锋面扰动能量研究 |
| 5.4.3 合成气/空气预混火焰锋面不同尺度扰动的相关性研究 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 合成气/空气湍流预混火焰传播特性的研究 |
| 6.1 不同湍流火焰模式下合成气/空气预混火焰的演变特性研究 |
| 6.1.1 湍流预混火焰的分区 |
| 6.1.2 不同湍流火焰模式下合成气/空气预混火焰的演变 |
| 6.2 合成气/空气湍流预混火焰自相似传播特性研究 |
| 6.2.1 合成气/空气湍流火焰传播速度的研究 |
| 6.2.2 合成气/空气湍流预混火焰自相似传播的研究 |
| 6.2.3 火焰拉伸对合成气/空气湍流预混火焰自相似传播的影响 |
| 6.3 合成气/空气湍流燃烧速度的研究 |
| 6.3.1 合成气/空气湍流燃烧速度的影响研究 |
| 6.3.2 湍流对合成气/空气湍流燃烧速度的影响 |
| 6.3.3 Re数和Da数对湍流燃烧速度的影响 |
| 6.4 合成气/空气湍流预混火焰局部结构特性和速度特性的相关性 |
| 6.4.1 合成气/空气湍流预混火焰局部结构特性的研究 |
| 6.4.2 合成气/空气湍流预混火焰局部速度特性的研究 |
| 6.4.3 合成气/空气湍流预混火焰局部结构和局部速度的相关性研究 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 论文主要工作及结论 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 本论文后续研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
四、小尺度火焰温度波动联合时频特征初探（论文参考文献）
- [1]旋流预混燃烧热声不稳定的动态特性与控制研究[D]. 陶成飞. 浙江大学, 2021(01)
- [2]燃料轴向分级燃烧污染物排放及其交叉射流火焰特性研究[D]. 郑祥龙. 中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所), 2020(01)
- [3]双级贫预混火焰的层流火焰结构及燃烧特性研究[D]. 赵文华. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [4]岩石拉剪断裂的声发射和红外温度场前兆规律研究[D]. 赵慧子. 大连理工大学, 2020(02)
- [5]船舶复杂机舱环境下的油池火焰燃烧及其火灾演变特性研究[D]. 王亮. 上海大学, 2020(02)
- [6]航空煤油及其关键单体组分的贫油预混燃烧稳定性研究[D]. 陈菲儿. 上海交通大学, 2020
- [7]锥形旋流器模型燃烧室头部结构研究[D]. 申小明. 中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所), 2019(08)
- [8]底排点火具非稳态燃烧特性研究[D]. 马龙泽. 南京理工大学, 2020(01)
- [9]复杂气固多射流的涡团结构演化及其相互作用机理的实验和数值模拟研究[D]. 孙文静. 东南大学, 2019
- [10]合成气预混火焰稳定性及传播特性研究[D]. 姜延欢. 北京交通大学, 2019(01)