Устойчивость спонтанной вихревой структуры в пламени при колебаниях расхода горючей смеси

Исследуется устойчивость спонтанной вихревой структуры, образующейся при горении газа, вдуваемого через круглое отверстие в плоской горизонтальной пластине на ее нижнюю поверхность. Экспериментально и численно изучены нестационарные поля скорости, ротора скорости, температуры и давления в вихревой структуре. Установлено, что в диапазоне чисел Рейнольдса $\mathrm{Re}\approx10\div75$ и Рэлея $\mathrm{Ra}\approx10^3\div10^4$ вихревая структура устойчива к одиночным возмущениям скорости, а при наложении акустических колебаний с частотой $100\div150$ Гц она перестраивается. Мелкие ячейки, размеры которых сравнимы с толщиной фронта пламени, разрушаются, а скорость вихревого движения газа в крупных ячейках изменяется с частотой вынуждающих колебаний. Амплитуда колебаний линейной скорости частиц газа в вихре больше амплитуды колебаний скорости газа в сопле горелки. Предполагается, что рост амплитуды колебаний скорости газа в вихре связан с ускорением продуктов горения в поле сил тяжести и их тепловым расширением. Обнаружено запаздывание колебаний скорости газа в вихревой структуре на четверть периода относительно колебаний расхода газа.