Dissipation and Control of Flow Instability in a Rectangular Swirl Combustor using Cooling Flow Injection

사각 스월 연소기에서 냉각 유동을 이용한 연소기 내 유동 불안정 감쇠 및 조종

To identify turbulent flow characteristics of non-reacting case resulted from cooling flow injection in a rectangular swirl combustor, 3D Large Eddy Simulation(LES) was implemented and Proper Orthogonal Decomposition(POD) analysis was used for post-processing. The combustor of concern is the LM6000, lean premixed dry low-NOx annular combustor, developed by GEAE. It was observed that increase in speed of shear layer resulted from the inflow of cooling flow caused intensified vorticity magnitude in central toroidal recirculation zone. In the case of vorticity magnitude in corner recirculation zone, however, was weakened. In addition, pressure fluctuation in combustor was damped down and longitudinal acoustic mode was significantly dissipated

사각 스월 연소기의 냉각 유동에 의한 비반응 난류 유동 특성을 파악하기 위하여 3차원 Large Eddy Simulation(LES)을 수행하였고, 후처리 기법으로 Proper Orthogonal Decomposition(POD) 분석을 이용하였다. 해석에 이용된 연소기 모델은 GEAE사의 LM6000 연소기이다. 냉각 유동의 유입시 전단층(shear layer)의 속도 증가로 인해 중심 재순환 영역의 와류 강도는 강해진 반면 코너 재순환 영역의 와류 강도는 약해진 것을 관찰하였다. 또한 연소실 내 압력변동 폭이 감소하였으며, longitudinal acoustic mode의 감쇠가 두드러지게 나타난 것을 확인하였다.