付 豪 ，何创新,*，刘应征

1.上海交通大学机械与动力工程学院 叶轮机械研究所，上海 200240

2.上海交通大学 燃气轮机研究院，上海 200240

0 引 言

旋进射流被广泛应用于燃烧室中，用于降低NOx排放以及改善火焰稳定性[1-2]。而低旋流（Low swirl）燃烧作为一种新颖的贫预混燃烧技术，与无旋和高旋流燃烧相比，具有更低的NOx排放[3-5]。实际上，旋进与旋流两者的结合在预混燃烧室中更加普遍。无旋射流经过喷嘴流入大的轴对称腔体时会发生偏转并不对称地再附到壁面，此后，射流会绕腔体轴线在整个腔体中旋进。这种主要的旋进流动结构会在腔体内部循环，对燃烧性能影响很大。毫无疑问，增加了旋流条件的旋进射流，其流场结构会变得更加复杂，并进一步增强燃料掺混。因此，研究低旋流数旋进射流的流场结构对了解掺混机理和强化控制尤为重要。

针对无旋的旋进射流，已经有一些学者对其进行了细致的研究。Nathan等[6]对旋进射流进行了详细描述，发现流动是双稳态的（Bistable），在旋进射流（Precessing Jet,PJ）模式和轴对称射流（Axial Jet,AJ）模式之间间歇性地、随机地切换。前者流场的特征是一个连续不稳定的再附射流，同时腔体另一侧存在一个强回流区；后者流场与普通轴对称射流相同。由于流动处于中性平衡状态，任何不对称和/或湍流波动都会导致再附着点移动，从而发生旋进。当射流开始沿一个方向旋转时，进入腔室中的流体的不对称性导致旋转压力场产生。而再循环流体在腔体中逆流而上，其旋转的方向与旋进相反，从而保持净角动量等于零，同时极大地促进了腔体内部流场的掺混[7]。……