黎开管方程的严格解

给出黎开管振荡的简单理论的严格公式。

黎开管自激热声不稳定的数值模拟

为探索燃烧过程中热声不稳定的产生及控制机理,采用计算流体力学(CFD)的方法,模拟了黎开(Rijke)管内的自激热声不稳定,得到了管内压力、速度、温度和气体密度的起振,最后达到极限周期的过程。通过压力与速度的相位分析,验证了瑞利准则(Rayleighcriterion)是维持Rijke管自激热声不稳定的关键因素;同时,模拟结果给出了Rijke管内的振荡流场和振荡温度场,实现了热声不稳定的可视化。通过与前人的试验研究相比发现,模拟值与试验数据基本一致,说明CFD是研究Rijke管自激热声不稳定的有力工具。

黎开管振荡的简单理论

根据瑞利定性解释的黎开管振荡的机理，推出了黎开管的波动方程，并取得了严格解。基本要领是把黎开管看做两端开口的均匀管，其中有一点的温度较高。冷空气进入后，通过热点，密度突变，成为声源。据此列出的波动方程可严格求解，并求得黎开管振荡的特性。首先黎开管是反馈系统。热点在其节点或腹点部不发生反馈，也不产生振荡，热点位置决定有无反馈。黎开管振荡必须有气流，所产生的质点速度与气流平均速度成正比。热点温度决定反馈大小．温度低时，反馈基本不影响质点速度的大小，它小于平均速度，并和温度成正比。温度高时，反馈迅速增加。在另一方面，在刚加上温度或气流时，振荡的建立要靠反馈逐渐积累，所以很缓慢。但气流停止后，振荡立刻停止，与室内声场的建立和混响完全不同。如果用阀门或盖板在管的一端控制气流时，发声很有特色。

黎开管热声振荡的主动控制研究

本文以黎开管内的热声耦合振荡为研究对象,设计基于主动补偿的适应性控制器抑制黎开管内的不稳定燃烧。试验以扬声器为执行机构来改变黎开管的边界条件,从而抑制黎开管内的热声耦合振荡。实时控制效果表明,本文所采用的适应性控制算法能够有效抑制因热声耦合产生的燃烧振荡,为实际动力系统燃烧振荡抑制提供了思路。