同轴离心式喷嘴燃烧稳定性的经验模态分解OA

针对气体中心液体离心式同轴(GCLSC)喷嘴开展了燃烧稳定性试验研究,通过改变氧化剂流量获得了不同混合比工况下的燃烧稳定性地图:混合比3.2~7.3范围属于稳定燃烧状态;混合比高于8.1时燃烧振荡出现,被激发的有前三阶切向模态与1阶径向模态。基于经验模态分解方法得到了脉动压力信号对应的固有模态函数IMF,通过对IMF进行希尔伯特变换得到其对应的瞬时频率与瞬时幅值。结果显示:该方法可以对不稳定燃烧信号进行能量排序,混合比8.1工况对应的IMF_(1)与IMF_(2)分量分别对应径向与切向模态;稳定燃烧工况(混合比7.3工况)的FFT频谱嘈杂无突频,但通过IMF分量的瞬时频率与瞬时幅值分析可以识别系统中存在的不稳定声学模态;间歇振荡(混合比11.2工况)的IMF_(1)与IMF_(2)分量瞬时频率与瞬时幅值均保持与原始信号一致的间歇轨迹,且其在时域呈现显著的非稳态变化过程;极限环振荡(混合比12.0工况)的IMF_(1)分量即可还原原始数据的主要振荡特征,IMF_(1)分量的瞬时频率与瞬时幅值在时域相对稳定,瞬时幅值在统计直方图中呈高斯分布特征。相较FFT等传统分析方法,通过对原始数据进行经验模态分解与希尔伯特变换,IMF分量瞬态幅值与瞬态频率描述能更清晰且自适应地揭示燃烧不稳定过程的非稳态变化特征。