شبیه سازی عددی رفتار ارتعاشی دیواره یک محفظه احتراق آزمایشگاهی

محفظه احتراق یکی از اجزای مهم سیستم های تولید توان است که عملکرد مناسب آن در راندمان سیستم و نیز میزان آلایندگی تاثیر مستقیم دارد. افزایش روزافزون آلاینده های ناشی از محفظه های احتراق موجب توسعه روش های نوین احتراقی مانند احتراق رقیق پیش آمیخته برای جایگزینی با شعله های سنتی غیرپیش آمیخته شده است، اما این نوع احتراق بیشتر از احتراق سنتی در معرض ناپایداری ها و نوسانات فشار و سرعت است که تبدیل به یک چالش برای سازندگان محفظه های احتراق شده است. به دلیل حرارت بالای محفظه، برهمکنش بین حرارت آزاد شده و امواج اکوستیک موجود در محفظه احتراق می تواند منجر به تقویت امواج فشاری و ایجاد نویز و صدا و ایجاد ارتعاش در دیواره محفظه احتراق می شود که در صورت تداوم، می تواند موجب خرابی ناشی از خستگی شود. در پژوهش حاضر، ابتدا ارتعاشات آزاد دیواره محفظه در حالت سرد بررسی می شود و مدل اجزای محدود آن با بهره گیری از پارامترهای مودال تجربی به روز می گردد. به منظور مدلسازی رفتار ارتعاشی دیواره در حالت گرم، ابتدا فرایند به روزرسانی مدل انجام شده و سپس با بهره‎گیری از نتایج حاصل از تحلیل جریان درون محفظه، با درنظر گرفتن شعله به عنوان یک منبع آکوستیک، پاسخ گذرای دیواره محاسبه می شود. با مدلسازی اجزای محدود ارتعاشات آزاد دیواره محفظه و تحلیل مودال در حالت سرد و گرم، علیرغم ساده سازی های انجام شده جهت کاهش حجم محاسبات، پارامترهای مودال دیواره با دقت قابل قبولی تخمین زده شده و با تحلیل گذرا نیز دامنه سرعت دیواره در اثر نوسانات فشاری ناشی از احتراق در بازه زمانی موردبررسی با دقت قابل قبولی پیش بینی شده است.