基于改进模拟退火算法的非均匀燃烧场分布重建

本文研究了选取不同谱线组合对非均匀燃烧场分布重建精度的影响,并针对传统模拟退火算法收敛速度慢、运行效率不高的问题,提出了一种改进的模拟退火算法(ISA算法)用于燃烧流场的场分布重建.通过改变算法的模型扰动及退火方式,大大提高了算法的运行效率.数值仿真模拟结果显示,纳入更多的谱线有助于提高燃烧场重建的精度和降低重建对噪声的敏感性.相较于传统模拟退火算法,改进模拟退火算法在精度一致的前提下,将运行效率提升了近40倍.利用改进模拟退火算法在实验室平焰炉上重建了两种不同燃烧状态,重建分布与原始分布基本一致.通过数值仿真与实际实验,验证了该方法的有效性,对高光谱重建燃烧流场的温度浓度分布具有一定的指导意义.

基于玻尔兹曼图法的超燃冲压发动机温度测量方法研究

为提高超燃冲压发动机扩张段温度测量精度和测量结果的稳定性,笔者基于可调谐半导体吸收光谱技术(TDLAS),选取5个低态能级不同且分布均匀的近红外H_(2)O吸收线,采用玻尔兹曼图法测温。采用集成的五波长测量系统,在实验室高温炉上设定1000~1600 K的温度台阶,选用不同波长数目组合计算分析,五波长的温度偏差均在1%之内,优于其他数目的波长组合。在发动机实验中,测量了超燃冲压发动机扩张段横截面16路线的平均温度,实现了发动机点火、燃烧和熄火宽温度范围的监测;对比了相同工况下的两次实验,结果显示,工况A和工况B下重复实验的平均偏差分别为17 K和7 K,重复性较好,体现该测量方法在发动机测量中的稳定性。该温度测量方法可广泛应用于发动机及工业过程的燃烧流场领域,为计算燃烧效率、改进燃烧过程提供数据支撑,具有重要的工程应用价值。

基于宽波段吸收光谱测温方法的影响因素数值研究

针对宽波段吸光度直接反演温度的测温方法,数值仿真分析了300~2000 K温度范围内光谱噪声独立作用、光谱参数误差独立作用和二者综合作用对温度反演精度的影响。在光谱噪声单独作用下,以±0.005幅值噪声为一倍噪声,添加幅值从±0.005增加至±0.1的光谱噪声。当噪声幅值为±0.1时,温度的最大标准差为46.58 K@1700 K,为达到小于10 K的标准差,需将光谱噪声幅值控制在±0.02以内。在光谱参数误差单独作用下,分别对可标定的强吸收线和不可标定的弱吸收线的光谱参数添加1%和10%~50%的误差,温度最大标准差为7.77 K@1300 K(1%和40%的误差组合),其中线强误差对温度反演的影响较大,故应尽量将线强标定误差控制在1%以内。在光谱噪声和光谱参数误差的综合作用下,光谱噪声对测温精度的影响更大,在实际测量过程中获得信噪比较好的吸收信号可减小光谱噪声带来的影响。