夏一帆
- 作品数：8 被引量：31H指数：4
- 供职机构：浙江大学航空航天学院更多>>
- 发文基金：中央高校基本科研业务费专项资金国家自然科学基金NSFC-广东联合基金更多>>
- 相关领域：动力工程及工程热物理航空宇航科学技术更多>>
- 径向分级燃烧室热声特性的试验研究
- 2023年
- 为了探究径向分级燃烧室燃料分配比例对燃烧室热声特性的影响,对工业级单筒4 MW功率等级径向分级燃烧室进行试验研究.试验中通过改变径向上值班喷嘴和主燃喷嘴的燃料分配比例,分析燃料分配比例对动态压力特征频率和幅值的影响.采用相空间重构方法和递归分析方法,探究燃料分配比例变化过程中燃烧室内热声状态的变化特征.结果表明,燃烧室内整体存在低频(70~90 Hz)和高频(200~230 Hz)2个主导频率.在燃料分配比例调节过程中,出现低频向高频跃迁现象.相空间重构图和递归图显示,当燃料分配比例增大时,燃烧室内热声状态存在切换过程:由准周期状态过渡为混沌状态,最终切换至极限环状态.
- 傅燕妮隋永枫张宇明郑耀夏一帆
- 关键词：热声振荡
- 甲烷/空气预混射流火焰的大涡模拟被引量：8
- 2017年
- 在不同射流速度条件下,对甲烷/空气预混射流火焰进行了大涡模拟.甲烷/空气预混射流气体按化学当量比混合,计算采用两步简化反应机理和WALE亚格子湍流输运模型,3个算例下流场特征和火焰结构计算结果与前人实验结果一致,中心线轴向速度和温度场结果与实验数据相符.通过对不同Karlovitz数条件下甲烷/空气预混射流火焰结构进行分析,并计算Takeno指数,研究了湍流涡对预混火焰的影响.研究发现:在Ka<100(Ka=37)条件下,预混射流火焰会出现预热区的增厚,放热区保持完整,湍流火焰保持为预混燃烧;在Ka>100(Ka=112)条件下,湍流火焰进入分布反应区模式.Takeno指数显示,由于卷吸和小尺度涡的作用,湍流火焰出现局部的部分预混燃烧.甲烷/空气预混射流湍流火焰的大涡模拟证实了湍流火焰分布反应区模式的特点:未燃气体与燃后气体之间不再有明显的界面,火焰面模型不再适用;反应区增厚,放热区展宽,放热率降低;由于卷吸和小尺度涡对火焰的作用,湍流火焰局部出现部分预混燃烧;湍流火焰温度降低,放热区附近温度场趋向均匀.
- 夏一帆杨瑶王高峰郑耀
- 关键词：湍流燃烧射流火焰大涡模拟
- 预混旋流火焰热声不稳定性的成像诊断研究被引量：4
- 2020年
- 以丙烷-空气旋流预混火焰为实验对象,针对几种特定工况,通过可见光、近红外光、OH基化学自发光三种波段分别研究了自激振荡与外激振荡下的火焰特征,通过动态模态分解法(DMD)对火焰与热气体的动力学特性进行了分析;结果发现不稳定燃烧时旋流火焰与热气体的发光强度峰值存在一个时间延迟,DMD得到的火焰不稳定频率与热气体不稳定频率接近,并与麦克风采集到的声学脉动频率吻合,燃烧不稳定处于纵向模态,外激振荡与自激震荡下的火焰与热气体有着相似的动力学行为。本文采取的可见光和近红外自发光成像观测方法为研究热声不稳定提供了一种新的成像方法,对以后研究燃气透平进口热斑迁移机理提供了一种新的思路.
- 杨瑶王高峰胡科琪夏一帆
- 关键词：热声不稳定动力学特性
- 环形燃烧室周向点火机理基础研究进展被引量：6
- 2019年
- 先进航空发动机普遍采用环形燃烧室结构,其周向点火联焰机理对发动机点火可靠性具有重要研究价值。由于实验室尺度模型实验成本低、测量精度高,已经逐渐成为实验研究环形燃烧室点火机理的重要途径。本文介绍了国内外几种典型的实验室尺度环形燃烧室模型及其相关研究,包括法国巴黎中央理工大学EM2C实验室的MICCA燃烧室模型;剑桥大学的预混/非预混环形燃烧室模型;慕尼黑工业大学的缩比燃气轮机环形燃烧室模型;浙江大学的环形燃烧室和涡轮耦合的TurboCombo模型。环形燃烧室周向点火过程一般分为3个阶段:(1)初始火核的形成;(2)火核扩张发展,在点火针附近喷嘴处形成单个稳定的旋流火焰;(3)火焰沿周向传播,依次点燃全部喷嘴后稳定燃烧。影响周向点火联焰过程的因素众多,机理复杂,已有的实验和数值计算对当量比、点火模式、热功率、流速、喷嘴间距等因素影响下的点火、熄火、火焰传播模式、周向点火时间等特征规律进行了丰富的研究。近年来,在环形燃烧室模型上也逐渐开展了气液两相喷雾燃烧的相关研究。同时,高时空分辨率的先进激光诊断方法的引入也将进一步推动点火机理的更深入研究。
- 王高峰夏一帆叶沉然胡科琪令狐昌鸿
- 关键词：环形燃烧室
- 环形燃烧室点火过程的实验与数值研究被引量：3
- 2020年
- 对多喷嘴旋流环形燃烧室的周向点火过程进行实验研究和数值模拟.数值方法采用非稳态雷诺平均(RANS)、自适应网格加密(AMR)方法和加州大学圣迭戈分校(UCSD)详细反应机理.将数值模拟所得的火焰周向联焰、合焰和放热率与实验结果进行对比.结果表明,数值计算所得的火焰周向传播过程与实验中高速相机记录的火焰传播过程整体相符.计算所得的火焰面积和放热率变化与实验所得的积分亮度变化曲线较符合.实验和数值结果均表明,在点火过程中存在拱形火焰、周向传播模式以及不对称的火焰汇合.所采用的数值方法能够基本模拟环形燃烧室中的火焰传播过程.与实验相比,数值计算能揭示更多流场和火焰传播的细节,但是数值结果依赖于实验的标定.
- 夏一帆赵冬梅葛海文林其钊郑耀王高峰
- 关键词：环形燃烧室自适应网格
- 面向错位装配体的自动曲面嵌入算法被引量：2
- 2022年
- 分部件建模获得的装配体其部件和部件之间的共享区域在不同部件中存在多份表征,直接在该模型的原始边界表征上生成网格,重叠区域的网格在几何和拓扑上都不兼容,不能用作数值模拟分析。针对错位装配体中的重复表征问题,应用连续-离散混合曲面造型方法,提出了适用于装配体模型的自动曲面嵌入算法,该算法在离散层面上通过线段-三角形相交计算边界相交图,并通过拓扑操作移除三角形相交问题,完成离散曲面的嵌入;而后根据边界相交图及离散嵌入结果,设计相应的曲线曲面分裂合并等操作,完成连续曲面B-rep上的自动曲面嵌入。并在典型算例下用嵌入后的B-rep为输入,以其网格生成结果来验证了该自动曲面嵌入算法的有效性。
- 刘智伟杨洋陈建军郑澎夏一帆
- 关键词：网格生成装配体曲面嵌入自动化
- 环形旋流燃烧室模型点火过程的实验被引量：13
- 2018年
- 在由16个旋流喷嘴组成的透明环形燃烧室实验模型中,对丙烷和空气贫燃混合气的周向点火和火焰传播过程进行了实验研究。通过高速相机记录点火过程的火焰形态和发光强度变化,对比分析了两种点火模式——先通燃气后点火(FFSL)和先点火后通燃气(SFFL)的不同形态特征。FFSL周向点火过程包含拱形火焰面传播,SFFL喷嘴间火焰传播呈现"锯齿形"结构。喷嘴旋流方向的排列会破坏周向火焰传播过程的对称性,使得沿顺时针和逆时针方向火焰面传播速度差别较大。通过对火焰发光强度积分得到热释放率变化曲线,分析统计了不同工况的周向点火时间,结果表明:在相同工况下,SFFL比FFSL大2倍以上;相同当量比下,FFSL和SFFL随着热负荷增加而减小;相同热负荷下,FFSL随当量比增加而减小,而SFFL正好相反。对两种点火模式,流动加速系数均随供气流量增加而增加。
- 令狐昌鸿王高峰钟亮扈鹏飞夏一帆叶沉然方元祺
- 关键词：环形燃烧室旋流火焰
- 斜喷环流环形燃烧室点火实验研究被引量：8
- 2018年
- 本文发展了一种通过旋流喷嘴斜切喷入可燃气体,在燃烧室内形成周向环流以增强掺混的环形燃烧室模型,并开展点火实验研究,使用高速相机记录点火过程中的周向联焰,在不同点火模式下,与传统直喷型环形燃烧室的火焰传播特征进行对比,分析了当量比、空气流量和热功率对周向点火时间的影响。实验发现,斜喷环流的周向速度分量对周向火焰传播过程有重要影响;当空气流量达到一定程度时,影响周向点火时间的流动加速系数主要由空气流量决定。
- 叶沉然王高峰马承飚方元祺钟亮令狐昌鸿夏一帆
- 关键词：环形燃烧室
