题目：分层旋流火焰燃烧不稳定性基本特性研究

针对实际航发燃烧室的分层旋流燃烧，需对其进行燃烧不稳定性基本特性研究，弄清稳态运行工况对燃烧不稳定性的影响规律，从而为燃烧不稳定性机理和控制作铺垫。本课题采用实验研究方法，用高频响动态压力传感器测量得到的动态压力表征燃烧不稳定性，采用多种数据处理方法对原始压力信号进行处理和分析，得到进口压力、温度、油气比、分级比对燃烧室内压力脉动频率和幅值的影响规律：在1.1-2.1MPa范围内，随着进口压力的增大，压力脉动频率增大，幅值减小；在550-700K范围内，随着进口温度的增大，压力脉动频率增大，幅值减小；在油气比0.02-0.028范围内，随着油气比的增大，压力脉动频率减小，幅值增大；随着预/主分级比的增大，压力脉动频率略有减小，幅值可能增大也可能减小，与实际油气比有关；

燃烧不稳定性受主燃级影响较大，只有在主燃级当量比处于某一范围内，即预/主分级比和油气比的适当组合，才会有明显的压力脉动，且在主燃级当量比小于某一值时，压力脉动幅值随当量比增大而增大，预燃级可稳定火焰，大于这一值后，压力脉动幅值随主燃级当量比增大而减小，增加预燃级供油，压力脉动反而增强。这一现象的可能原因是：主燃级极贫时，压力脉动由局部火焰吹熄引起，而主燃级偏向化学恰当燃烧时，压力脉动由其他因素主导。

本文从延迟时间理论出发推出由当量比脉动和火焰-涡耦合引起的燃烧不稳定性发生时，燃烧室内的压力脉动频率随进口气流速度的增大而增大。在火焰局部吹熄假设和预混层流火焰模型下，推导了吹熄前后火焰厚度、火焰长度、层流火焰传播速度与压力脉动幅值间的关系，得出在贫燃条件下，压力脉动幅值随当量比增大而增大这一结论，较好地解释了实验现象。

从统计角度，给出了本次实验不稳定与稳定关于油气比、分级比的边界图，为机理研究中稳态工况的选择提供参考。