燃烧热声不稳定的优化控制方法机理研究

在燃气轮机，航空发动机等燃烧装置中，气体或液体的燃烧过程往往会伴随有热声不稳定，即燃烧中火焰释热脉动与声学脉动之间耦合造成的一种燃烧不稳定现象，使燃烧质量下降，氮氧化物排放浓度增加，并可能产生巨大的噪声，压力脉动乃至设备损坏。本项目拟对燃烧过程中热声不稳定性的产生机理进行试验和数值模拟研究，并在此基础上提出优化控制方法。试验中采用火焰图像分析和声分析结合方法测量热声不稳定性；数值模拟方法采用分离涡模拟方法研究燃烧与声场之间的耦合关系，特别对燃烧湍流拟序结构与热声不稳定性的耦合影响进行重点研究。获得优化燃烧室设计方法以控制热声不稳定性。在线燃烧热声不稳定性控制方面，利用支持向量机（SVM）和时间延迟神经网络（TDNN）结合遗传算法全局优化方法优化控制，同时引入基于模型的主动控制方法，通过声场主动控制，燃料主动控制和湍流拟序结构主动控制等方法实现热声不稳定的在线控制。