Javascript must be enabled to continue!
Acoustic-hydrodynamic-flame coupling—A new perspective for zero and low Mach number flows
View through CrossRef
A combustion chamber has a hydrodynamic field that convects the incoming fuel and oxidizer into the chamber, thereby causing the mixture to react and produce heat energy. This heat energy can, in turn, modify the hydrodynamic and acoustic fields by acting as a source and thereby, establish a positive feedback loop. Subsequent growth in the amplitude of the acoustic field variables and their eventual saturation to a limit cycle is generally known as thermo-acoustic instability. Mathematical representation of these phenomena, by a set of equations, is the subject of this paper. In contrast to the ad hoc models, an explanation of the flame-acoustic-hydrodynamic coupling, based on fundamental laws of conservation of mass, momentum, and energy, is presented in this paper. In this paper, we use a convection reaction diffusion equation, which, in turn, is derived from the fundamental laws of conservation to explain the flame-acoustic coupling. The advantage of this approach is that the physical variables such as hydrodynamic velocity and heat release rate are coupled based on the conservation of energy and not based on an ad hoc model. Our approach shows that the acoustic-hydrodynamic interaction arises from the convection of acoustic velocity fluctuations by the hydrodynamic field and vice versa. This is a linear mechanism, mathematically represented as a convection operator. This mechanism resembles the non-normal mechanism studied in hydrodynamic theory. We propose that this mechanism could relate the instability mechanisms of hydrodynamic and thermo-acoustic systems. Furthermore, the acoustic-hydrodynamic interaction is shown to be responsible for the convection of entropy disturbances from the inlet of the chamber. The theory proposed in this paper also unifies the observations in the fields of low Mach number flows and zero Mach number flows. In contrast to the previous findings, where compressibility is shown to be causing different physics for zero and low Mach number flows, we show that the heat release rate can also introduce the distinction between the zero and low Mach number flows. Therefore, during the thermo-acoustic interaction, we should consider the coupling of convection modes that arise from the interaction of acoustic and hydrodynamic fields with the entropy modes.
Title: Acoustic-hydrodynamic-flame coupling—A new perspective for zero and low Mach number flows
Description:
A combustion chamber has a hydrodynamic field that convects the incoming fuel and oxidizer into the chamber, thereby causing the mixture to react and produce heat energy.
This heat energy can, in turn, modify the hydrodynamic and acoustic fields by acting as a source and thereby, establish a positive feedback loop.
Subsequent growth in the amplitude of the acoustic field variables and their eventual saturation to a limit cycle is generally known as thermo-acoustic instability.
Mathematical representation of these phenomena, by a set of equations, is the subject of this paper.
In contrast to the ad hoc models, an explanation of the flame-acoustic-hydrodynamic coupling, based on fundamental laws of conservation of mass, momentum, and energy, is presented in this paper.
In this paper, we use a convection reaction diffusion equation, which, in turn, is derived from the fundamental laws of conservation to explain the flame-acoustic coupling.
The advantage of this approach is that the physical variables such as hydrodynamic velocity and heat release rate are coupled based on the conservation of energy and not based on an ad hoc model.
Our approach shows that the acoustic-hydrodynamic interaction arises from the convection of acoustic velocity fluctuations by the hydrodynamic field and vice versa.
This is a linear mechanism, mathematically represented as a convection operator.
This mechanism resembles the non-normal mechanism studied in hydrodynamic theory.
We propose that this mechanism could relate the instability mechanisms of hydrodynamic and thermo-acoustic systems.
Furthermore, the acoustic-hydrodynamic interaction is shown to be responsible for the convection of entropy disturbances from the inlet of the chamber.
The theory proposed in this paper also unifies the observations in the fields of low Mach number flows and zero Mach number flows.
In contrast to the previous findings, where compressibility is shown to be causing different physics for zero and low Mach number flows, we show that the heat release rate can also introduce the distinction between the zero and low Mach number flows.
Therefore, during the thermo-acoustic interaction, we should consider the coupling of convection modes that arise from the interaction of acoustic and hydrodynamic fields with the entropy modes.
Related Results
Thông báo và thư mời đại hội tim mạch toàn quốc làn thứu 18 và lễ kỷ niệm 30 năm thành lập Hội Tim mạch học Việt Nam
Thông báo và thư mời đại hội tim mạch toàn quốc làn thứu 18 và lễ kỷ niệm 30 năm thành lập Hội Tim mạch học Việt Nam
THÔNG BÁO VÀ THƯ MỜI ĐẠI HỘI TIM MẠCH TOÀN QUỐC LẦN THỨ 18 VÀ LỄ KỶ NIỆM 30 NĂM THÀNH LẬP HỘI TIM MẠCH HỌC VIỆT NAM
(Thông báo số 1)
Hà Nội, ngày 15 tháng 03 năm 2022
Kính gửi: ...
Thông báo và thư mời đại hội tim mạch toàn quốc làn thứu 18 và lễ kỷ niệm 30 năm thành lập Hội Tim mạch học Việt Nam
Thông báo và thư mời đại hội tim mạch toàn quốc làn thứu 18 và lễ kỷ niệm 30 năm thành lập Hội Tim mạch học Việt Nam
THÔNG BÁO VÀ THƯ MỜI ĐẠI HỘI TIM MẠCH TOÀN QUỐC LẦN THỨ 18 VÀ LỄ KỶ NIỆM 30 NĂM THÀNH LẬP HỘI TIM MẠCH HỌC VIỆT NAM
(Thông báo số 1)
Hà Nội, ngày 15 tháng 03 năm 2022
Kính gửi: ...
11. MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM GIẢI PHẪU ĐỘNG MẠCH TỬ CUNG TRÊN HÌNH ẢNH CHỤP MẠCH SỐ HÓA XÓA NỀN
11. MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM GIẢI PHẪU ĐỘNG MẠCH TỬ CUNG TRÊN HÌNH ẢNH CHỤP MẠCH SỐ HÓA XÓA NỀN
Mục tiêu: Mô tả một số đặc điểm giải phẫu và một số kích thước của động mạch tử cung trên hình ảnh chụp mạch số hóa xóa nền.
Đối tượng và phương pháp: Tiến cứu 18 bệnh nhân nữ được...
Gereon Wolters' Mach I, Mach II, Einstein, und Die Relativitätstheorie. Eine Fälschung und Ihre Folgen
Gereon Wolters' Mach I, Mach II, Einstein, und Die Relativitätstheorie. Eine Fälschung und Ihre Folgen
Historians of relativity theory have puzzled over the fact that, while Einstein regarded Ernst Mach as his chief philosophical mentor, Mach himself publicly rejected relativity in ...
Radiation Model of Horizontal Jet Flame Governed by Buoyancy and Momentum
Radiation Model of Horizontal Jet Flame Governed by Buoyancy and Momentum
AbstractBuoyancy causes a horizontal jet flame to bend upward when it loses sufficient initial momentum. Therefore, the variation in flame trajectory must be considered to accurate...
Fully Synthetic Videos and the Random-Background-Pasting Method for Flame Segmentation
Fully Synthetic Videos and the Random-Background-Pasting Method for Flame Segmentation
Video-based flame detection (VFD) aims to recognize fire events by using image features. Flame segmentation is an essential task in VFD, providing suspected regions for feature ana...
VAI TRÒ CỦA NITRIC OXIDE TRONG DINH DƯỠNG TIM MẠCH
VAI TRÒ CỦA NITRIC OXIDE TRONG DINH DƯỠNG TIM MẠCH
Nitric Oxide (NO) được sản xuất ở tế bào nội mạc mạch máu, vai trò như chất trung gian nội tiết, có tác dụng bảo vệ hệ tim mạch thông qua cơ chế giãn mạch tại chỗ, tân tạo mạch, ức...
45. ỨNG DỤNG MICRO-DOPPLER TRONG PHẪU THUẬT VI PHẪU ĐIỀU TRỊ GIÃN TĨNH MẠCH TINH TẠI BỆNH VIỆN PHỤ SẢN TRUNG ƯƠNG
45. ỨNG DỤNG MICRO-DOPPLER TRONG PHẪU THUẬT VI PHẪU ĐIỀU TRỊ GIÃN TĨNH MẠCH TINH TẠI BỆNH VIỆN PHỤ SẢN TRUNG ƯƠNG
Mục tiêu: Đánh giá kết quả điều trị giãn tĩnh mạch tinh bằng vi phẫu thuật có sử dụng Micro-Doppler hỗ trợ trong việc tìm và phẫu tích động mạch tinh hoàn với đường mổ dưới bẹn.
P...

