Flame-acoustic interactions in high-pressure H <sub>2</sub> /air diffusion flames
Notice bibliographique
Résumé
Understanding flame-acoustics interaction (FAI) that can potentially trigger thermoacoustic instabilities is of critical importance to mitigate the serious side effects of pressure oscillations. While FAI has been studied extensively in premixed flames, comparatively less analysis has been conducted to explore FAI mechanisms in non-premixed flames, especially under high-pressure conditions. This study aims to numerically investigate FAI in high-pressure hydrogen/air counterflow diffusion flames, with special attention on the impact of pressure on FAI. To this end, a fully compressible unsteady counterflow solver combined with Navier-Stokes Characteristic Boundary Conditions (NSCBC) is employed to capture the reflection of the acoustic waves at the boundaries. The results show that for all ambient pressures (1≤Pa≤60 bar) considered here, real-gas effects on flame structures are negligible and that increasing Pa would lead to a power-law dependence of density gradient on Pa with an exponent of 1.5. Furthermore, all tested cases show acoustic growth with time under fully reflecting boundary conditions, which is found to be pressure dependent. The flames become less resilient to FAI when the pressure (or density gradient) is increased. The results from the spectral analysis show that for all ambient pressures, there is only a single dominant frequency at the low-density fuel side and two dominant frequencies at the high-density oxidiser side. This indicates that the pressure oscillation is more sinusoidal at the H2 side than that at the air side. Moreover, the phase space portraits of pressure signals indicate that the dynamics of the system are becoming periodic and approaching a limit cycle. It is found that the integrated heat release rate and the pressure fluctuations are partially in phase, which is responsible for the growth of high-frequency acoustic waves at both fuel and oxidiser sides. On the other hand, the significant density gradient contributes to the growth of low-frequency acoustic waves at the oxidiser side due to the high degree of acoustic reflectivity at the density boundary.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».