Procedings of the 52nd AIAA Aerospace Sciences Meeting – AIAA Science and Technology Forum and Exposition, SciTech 2014, 1–14p. (2014) http://arc.aiaa.org/doi/abs/10.2514/6.2014-0623

Recurrence Analysis of Combustion Generated Noise

L. Kabiraj, H. Nawroth, A. Saurabh, C. O. Paschereit

Recurrence analysis of phase space trajectories reconstructed from scalar time series, a relatively new technique in the field of combustion and acoustics, has been implemented for the analysis of acoustic noise signals generated by turbulent premixed combustion. The objective was to identify the role of broadband noise due to turbulent combustion and coherent oscillations simultaneously from the acoustic pressure measurement. Sequential analysis with conventional techniques (spectral analysis and POD) and recurrence analysis indicates that the new technique can be used to effectively infer the contribution of noise and deterministic oscillatory behavior in the generated noise signals. A relation between inferred dynamics in combustion noise and physical processes in the system has simultaneously been drawn based on the results of the analysis. The main finding is that noise in turbulent combustion plays an important role in the apparently random transitions between deterministic and noisy behavior, as observed in the obtained recurrence plots. The technique of recurrence analysis, which has been found to be instrumental in extracting dynamical make-up of combustion noise signals in this work, is foreseen to be greatly beneficial for the analysis of experimental and numerical results on turbulent ows and turbulent combustion that involve an interplay between noise and deterministic dynamics.

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