基于希尔伯特-黄变换的撞击流混合器浓度场特性分析

为了深入了解撞击流混合器浓度信号的能量分布及流型变化,利用平面激光诱导荧光(PLIF)测量技术对撞击流混合器内的浓度场进行测量,应用Hilbert-Huang变换(HHT)理论,对撞击流混合器内的浓度场进行分析。由希尔伯特谱分析(HSA)确定了撞击流混合器浓度信号的能量分布状况,得到了流体粒子运动产生的能量集中在低频率区,涡团整体运动能量大且稳定;在大频率下,单个粒子的振荡运动为主要运动形式,并比较了不同的喷嘴直径和喷嘴间距对撞击效果的不同影响。通过对浓度信号各阶IMF(内禀模态函数)的能量特征值提取,由高、低频段的能量变化可以验证撞击流的运动原理,并将撞击流混合器内流场由上至下分为撞击中心区、涡旋区和回流区三部分。流体流量的增加使撞击流混合器内部反应的混合效果有显著提高。

撞击流混合器流场速度时间序列的行为复杂性

撞击流混合器(ISM)流场包含着丰富的复杂信息,引入复杂性理论来研究ISM速度场的混沌现象,运用近似熵算法和样本熵算法计算了该系统的行为复杂性,得出样本数据长度对近似熵和样本熵影响不大的结论。不同相似容限r下的近似熵和样本熵都表现出了较好的一致性,其中,样本熵更好一些。研究表明,撞击流反应器的噪声污染较大,可通过提高转速来增加该系统的行为复杂性大小,以达到促进微观混合的目的。