湍流引起的喷气燃料光线变化的数据驱动分析( Data-driven analysis of relight variability of jet fuels induced by turbulence )

M Hassanaly Y Tang S Barwey V Raman

为了安全起见，飞机发动机在火焰熄灭的情况下可靠地重新点火是一个关键要求。典型地，采用火花形式的外部点火源来实现燃烧器中的稳定火焰。然而，这种强制湍流点火可能并不总是成功地重新点燃燃烧器，主要是因为燃烧器的状态不能精确地确定。燃烧室内部湍流流动、入流条件和火花放电特性的不确定性，即使在标称相同的操作条件下，也会导致点火结果的变化。以往的研究表明，在所有的不确定参数中，湍流往往占主导地位，并能极大地改变点火行为。例如，即使不同的燃料具有相似的点火延迟时间，它们在实际系统中的点火行为也可能完全不同。在实际操作条件下，理解点火失败的原因以及预期的结果有多大的变化是具有挑战性的。本工作的重点是了解两种不同的飞机燃料，即Jet-A和一种称为C1的变型，由湍流引起的复光变化。一个详细的，先前开发的模拟方法被用来产生大量成功和失败的点火事件。利用这一数据，基于判别分析来评估失火原因，该判别分析描绘了导致点火或失效的湍流初始条件之间的差异。在判别分析的基础上，应用压缩感知算法来帮助确定相关湍流特征的位置。判别分析的结果与近核特性的时间历程得到了证实。然后，使用聚类策略识别点火和失火模式。通过这种方法，确定了两种燃料点火失败的原因是不同的。当发现Jet-A受燃料卷吸的影响时，C1对小尺度湍流特征更敏感。C1的点火方式具有较大的可变性，它可能受到内核击穿引起的极端事件的影响。

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