Abstract: Z. Liao, C. Li, H. Sun, Z. Wang, K. Yu, B. Jin, Y. Liu, P. Liu (2026)

Combustion instability in liquid rocket engines is a prominent issue that seriously threatens their reliability and operating performance. To address the insufficient understanding of thermoacoustic instability, this paper takes the Continuously Variable Resonance Combustor (CVRC) as the research object and proposes a temporal-spatial nonlinear dynamics analysis framework that integrates nonlinear time series analysis and Lagrangian coherent structures, aiming to reveal the thermo-vortical-acoustic coupling mechanism in the CVRC. Recurrence plots and joint recurrence plots are adopted to characterize the temporal coupling among acoustics, vortex motion, and heat release. Lagrangian coherent structures are utilized to extract the spatial dynamic features of the flow field, including species transport and jet structures. Results demonstrate that combustion instability in CVRC originates from the thermo-vortical-acoustic coupling, where the interaction among acoustic waves, expanding points (describing vortex dynamics), and triple points (describing flame dynamics) governs the system state transitions. The expanding flow induced by acoustic oscillations modulates the transport and mixing of species, thus altering the triple flame structures. The phase portraits show that the expanding points and the triple points coincide under the stable state, yielding a fixed point in the vortical-thermal coupling phase trajectory. Conversely, they separate periodically under acoustic oscillations, forming a limit cycle. Furthermore, two novel indices, the disturbance index and mixing index, are proposed to quantify the acoustic-vortical and vortical-thermal coupling, respectively. The results indicate that acoustic disturbance exerts a predominantly positive excitation on vortex motion as well as the vortex motion to combustion.

Please note: The abstracts of the bibliography database may underly other copyrights.

Ihr Browser versucht gerade eine Seite aus dem sogenannten Internet auszudrucken. Das Internet ist ein weltweites Netzwerk von Computern, das den Menschen ganz neue Möglichkeiten der Kommunikation bietet.

Da Politiker im Regelfall von neuen Dingen nichts verstehen, halten wir es für notwendig, sie davor zu schützen. Dies ist im beidseitigen Interesse, da unnötige Angstzustände bei Ihnen verhindert werden, ebenso wie es uns vor profilierungs- und machtsüchtigen Politikern schützt.

Sollten Sie der Meinung sein, dass Sie diese Internetseite dennoch sehen sollten, so können Sie jederzeit durch normalen Gebrauch eines Internetbrowsers darauf zugreifen. Dazu sind aber minimale Computerkenntnisse erforderlich. Sollten Sie diese nicht haben, vergessen Sie einfach dieses Internet und lassen uns in Ruhe.

Die Umgehung dieser Ausdrucksperre ist nach §95a UrhG verboten.

Mehr Informationen unter www.politiker-stopp.de.

A temporal-spatial nonlinear dynamics approach for the thermo-vortical-acoustic coupling mechanism in a liquid rocket engine