A numerical comparison of the thermoacoustics for different equivalence ratios for n-dodecane using LES

Abstract: Klimatförändringarna påverkar vår värld och det behövs ett mer hållbart samhälle. Flygindustrin är i behov av förändring, men flygmotorer är mycket komplexa och tar tid att utveckla. Termoakustiska instabiliteter har kraften att förstöra en motor, men också att minska miljöpåverkan. Samtidigt möjliggör ökad beräkningskraft i moderna datorkluster att detaljerade simuleringar kan utföras för att studera sådana komplexa fenomen. Termoakustik är inte helt förstått ännu. Med hjälp av Large Eddy Simulations (LES) har termoakustiken i en bluff-body stabiliserad flamma studerats för bränslet n-dodekan. En detaljerad reaktionsmekanism (SK54) har använts för att fånga flamdynamikens detaljer. Randvillkoren är mycket viktiga när termoakustik ska studeras och en känslighetsanalys har genomförts. Resultaten indikerar att randvillkoret för trycket vid utloppet inte är trivialt, och en liten förändring kan både förändra den exciterade frekvensen, såväl som magnituden. Ett par teorier har tagits upp om varför beteendet förändras. En anledning kan vara att dämpningen ändrar ljudhastigheten så kopplingen mellan förbränningen och hastighetsförändringarna försvagas för vissa frekvenser. Detta stöds av viss litteratur. En annan teori är förändringen i den ingående akustiska reaktansen som leder till en viss favoriserad frekvens. Ytterligare utredning behövs för att verifiera vad orsaken är och hur man på lämpligt sätt sätter randvillkoren för att få resultat som bättre överensstämmer med experiment.