横向声激励湍流射流

一种在横向声波激励下混合特性增强的湍流射流结构，其偏转角和混合面积均显著增加，可改善燃烧或传热应用中的燃料与空气混合。

Yan, Bo · Sun, Yongchao · 孙明波 · Li, Fan · Wu, Ge · Wan, Minggang · Tian, Yifu · Qinyuan, Li · Chen, Shuang · 朱家健

Aerospace Science and Technology 2023

参数信息

混合面积增加率

13.3 %

大曲率比例增加率

60 %

湍流强度比

1.3

射流偏转角

6 °

技术优势

混合面积增加 13.3%

横向声激励使湍流射流与周围空气的对流不均匀性增强，丙酮混合区域面积增加 13.3%。

大曲率份额增加 60%

123 dB 声激励下，射流界面产生更多皱褶，大曲率界面比例增加 60%，有利于卷吸混合。

湍流强度提升 1.3 倍

123 dB 横向声激励使射流湍流强度增至自然湍流的 1.3 倍，大、小尺度皱褶同时增强。

偏转角约 6°

横向声激励下射流左右摆动，偏转角可达约 6°，扩大混合覆盖范围。

应用场景

• 航空发动机燃烧室：利用声激励增强燃油-空气混合，缩短火焰筒长度或改善出口温度分布。
• 航天推进系统：在不改变几何结构下增强推进剂混合，改善燃烧稳定性。
• 燃气轮机燃烧室：低 NOx 燃烧室中，声激励混合可使局部当量比更均匀。
• 湍流混合诊断：提供 7 kHz 高频混合诊断数据和 POD 模态，用于验证湍流混合模型。