Abstract: M. Balasubramaniyan, L. Chen, W. Ao, P. Liu, Y. Guan, L. K. B. Li (2025)

We experimentally investigate the forced synchronization of a turbulent, lean-premixed, bluff-body-stabilized flame undergoing self-excited oscillations due to global hydrodynamic instability. We acoustically force the flame at different amplitudes (alpha) and frequencies (f(f)) around its natural global frequency (f(n)), while measuring its heat release rate (HRR) response via time-resolved CH* chemiluminescence imaging. As alpha increases at a fixed f(f), the flame initially oscillates quasiperiodically at both f(n) and f(f), but synchronizes with the forcing above a critical alpha, consistent with the behavior of a canonical self-excited oscillator. The minimum alpha required for synchronization increases with the detuning (|f(f) - f(n)|), but not symmetrically around f(f)/f(n)

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Forced synchronization of globally stable and unstable flames