Abstract: Y. Nanda, A. Saurabh, L. Kabiraj, R. Gomez, E. Gutmark (2021)

Proceedings of the AIAA Propulsion and Energy Forum 2021, AIAA 2021-3451p. (2021) DOI:10.2514/6.2021-3451

Dynamics of Thermoacoustic Oscillations in a Multi-Nozzle Combustor

The thermoacoustic instability arising under various operations of the pilot, intermediate and outer fuel stages was investigated. Pressure data was used to construct phase portraits and recurrence plots to understand and inspect the temporal features of the oscillation states during the unstable operations of the different nozzles in the combustor. Non-linear time series methods for phase space reconstruction are employed to characterize thermoacoustic instabilities arising in a high-pressure multi-nozzle combustor with lean direct injection. Spectral proper orthogonal decomposition was applied using time-resolved OH* Chemiluminescence images for the limit cycle oscillations to analyze the spatio-temporal evolution of the instability. Recurrence analysis helped to identify the deterministic behavior occurring in phase spaces. Wigner Ville plots are also used to comprehend the behavior of oscillations in the time-frequency domain. Transitions from the periodic to noise induced states, during various unstable operations of the combustor are discussed in this paper.

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