Investigation of combustion oscillation's oscillating frequencies and dominant modes generated in a gas turbine combustor fueled by the hydrogen-containing fuel mixture

以含氢燃料混合物为燃料的燃气轮机燃烧室中燃烧振荡的振荡频率和主模态研究

基本信息

批准号：
22K03989
负责人：
上道茜
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Waseda University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究グループでは，燃焼振動実験を行い，水素都市ガス混合燃料を用いた場合，200 Hzおよび400 Hz付近での燃焼振動が発生することを発見した．本研究では「水素混合燃料による燃焼が音響的境界条件に影響をもたらしたのではないか？」という仮説に基づき，音響ネットワークモデルを用いて燃焼振動現象を理解することができる手法の確立に取り組む．ここでは，音響的境界条件として音響インピーダンスを取り上げ，燃焼「振動」をどのように捉えるかを説明するために音響インピーダンスに関連の深い燃焼による温度変化を重視している．1. エネルギー法による発振周波数の判別：これまでに音響ネットワークモデルを用いた解析から共鳴周波数（発振周波数の候補）を複数求める手法を開発した．エネルギー法を用いて一周期あたりの振動の成長と減衰を算出し，この差が正となるときに発振すると考えるものとした．本年度は，n-tauモデルを用いて成長率を算出した．また，Rijke管による2音源法実験を実施し，温度分布が音響的境界条件に与える影響を調査し，音響インピーダンスのデータを取得した．このモデル化は次年度以降に実施する．2. 火炎面幾何形状と位置のモデリング：燃焼振動における卓越モードを特定するため，火炎面のモデリングを行う．本年度は，乱流火炎のモデリングに関する文献調査を行った．また，音響ネットワークモデルにおいて圧力・速度モードの形状を描くプログラムの作成を行った．

该研究小组进行了燃烧振动实验，发现使用氢城市气体混合燃料时，燃烧振动发生在200 Hz和400 Hz左右。在这项研究中，基于以下假设：“可能具有氢混合燃料对声学边界条件的燃烧作用？”，我们将致力于建立一种可以使用声学网络模型来理解燃烧振动现象的方法。在这里，声阻抗被视为声学边界条件，并解释了如何考虑燃烧的“振动”，强调由燃烧引起的温度变化，这与声学阻抗密切相关。 1。使用能量方法的振荡频率歧视：我们开发了一种使用声网络模型分析的方法来获得多个共振频率（候选振荡频率）。使用能量法计算每个周期振动的生长和阻尼，并假定当这种差异为正时发生振荡。今年，使用N-TAU模型计算增长率。此外，使用Rijke管进行了两源方法实验，以研究温度分布对声学边界条件的影响，并获得了声阻抗的数据。该建模将在下一个财政年度及以后进行。 2。火焰表面几何形状和位置的建模：火焰表面的建模，以识别燃烧振动的出色模式。今年，我们对湍流火焰建模进行了文献调查。此外，创建了一个程序来绘制声学网络模型中压力和速度模式的形状。