热声不稳定性的相位同步和广义同步状态对应的时空模式
摘要：湍流燃烧系统中的声热不稳定性源于火焰、流动和声学子系统之间的复杂相互作用。尽管热声不稳定性的出现在系统动力学上表现为全局有序，但负责这种有序的子系统之间的局部相互作用特性尚不清楚。在本研究中，我们利用同步化的框架来阐明火焰热释放率波动、流动速度波动和湍流燃烧器中声压波动之间的时空相互作用。我们研究了两种形式的热声不稳定性，其特征是声压和全局热释放率振荡的相位同步和广义同步。尽管存在全局同步，但我们发现这些振荡的局部相互作用中频率同步和解同步并存于反应场。在频率锁定振荡区域，出现了各种相位锁定模式，包括相位同步和部分相位同步。我们发现，在这些振荡的局部发展中，小范围内的相位同步和振幅间的强相关足以触发系统的全局相位同步。此外，随着全局动态趋于广义同步，这些同步的局部区域将扩展到整个反应场。此外，通过声压和局部流速波动的耦合分析，我们推测流动声学同步的空间区域在控制热声不稳定性中起着重要作用。我们的发现意味着在湍流燃烧器中，耦合子系统内部的有序、部分有序和无序之间的内在局部平衡维持了热声不稳定性的全局有序性。
作者：Samadhan A. Pawar, P. R. Midhun, K. V. Reeja, Abin Krishnan, Krishna Manoj, and R. I. Sujith
论文ID：2307.16101
分类：Fluid Dynamics
分类简称：physics.flu-dyn
提交时间：2023-08-01