一种燃气轮机燃烧室声学固有频率的确定方法及装置

技术领域

本发明涉及燃气轮机领域，具体涉及一种燃气轮机燃烧室声学固有频率的确定方法及装置。

背景技术

发电用燃气轮机普遍采用贫燃预混分级燃烧技术，通过降低燃烧温度的方法控制NOx污染物生成，但贫燃预混燃烧对燃料成分、空燃比、大气温度等参数的变化较为敏感，易产生热声振荡燃烧不稳定问题，燃烧不稳定将产生复杂的声压噪声，而声学固有频率是评判燃烧噪声是否会激发热声耦合振荡燃烧的重要依据，也是燃气轮机燃烧室设计过程中需重点关注的燃烧室特性参数，对燃烧状态诊断和燃烧稳定性控制具有重要指导作用。

目前，一般主要通过大量燃烧试验的方法测量获得燃烧室的声学固有频率，需要在燃烧室壁面开设燃烧压力脉动测量孔，测试系统和装置复杂，且对于重型燃气轮机，燃烧试验成本高昂，因此如何能快捷、有效、便利的获得燃烧室的声学固有频率是目前急需解决的问题。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中利用试验方法测量燃气轮机燃烧室声学固有频率时试验成本高昂且测试装置复杂的缺陷，从而提供一种燃气轮机燃烧室声学固有频率的确定方法及装置。

第一方面，本发明提供了一种燃气轮机燃烧室声学固有频率的确定方法，包括：对预构建的燃烧室实体模型进行流场网格划分，获取携带有流场网格的第一实体模型，第一实体模型包括多个网格节点；根据第一实体模型、预获取的燃烧室进口边界参数对应的参数值和燃烧室出口边界参数对应的参数值，以及预配置的约束条件，构建燃烧室流场仿真数值模型；基于燃烧室流场仿真数值模型，确定第一实体模型中每一个网格节点分别对应的温度数据；将燃烧室实体模型进行声学网格划分，获取携带有声学网格的第二实体模型；基于第二实体模型、预获取的燃烧室进口边界类型、燃烧室出口边界类型以及每一个网格节点分别对应的温度数据，构建燃烧室声学数值模型；基于燃烧室声学数值模型确定声学固有频率。

本发明将燃烧室实体模型划分为流场网格，并根据携带有流场网格的第一实体模型，预获取的燃烧室进口边界参数对应的参数值和燃烧室出口边界参数对应的参数值，以及预配置的约束条件，构建燃烧室流场仿真数值模型，并对燃烧室流场仿真数值模型进行稳态数值计算后，输出第一实体模型中划分的流场网格对应的各网格节点的温度数据，将燃烧室实体模型划分成声学网格，基于根据携带有声学网格的第二实体模型，选择预先确定好的燃烧室进口边界类型和出口边界类型，以及燃烧室流场仿真数值模型确定的各网格节点的温度数据，构建燃烧室声学数值模型；当燃烧室声学数值模型构建好后，就利用构建好的燃烧室声学数值模型进行计算，输出与预设阶数相同数量的声学固有频率值，由此得到燃气轮机燃烧室的声学固有频率；本方法通过构建好的燃烧室声学数值模型确定出燃烧室的声学固有频率，而不用通过大量试验去测量燃烧室声学固有频率，避免了现有技术中试验成本高以及测试装置复杂的缺陷，此方法在保证低成本的基础上，还能够快捷，便利的获取到燃烧室的声学固有频率，保证了获取过程的高效性。

结合第一方面，在第一方面的第一实施例中，基于燃烧室声学数值模型确定声学固有频率之后，还包括：基于声学固有频率、燃烧室流场仿真数值模型的第一进口边界参数对应的第一参数值确定第一曲线，其中，第一进口边界参数为燃烧室流场仿真数值模型的多个进口边界参数中的任一个，第一曲线对应的横坐标用以指示燃烧时刻，第一曲线对应的纵坐标用以指示每一个燃烧时刻对应的第一进口边界参数对应的第二参数值；将燃烧室流场仿真数值模型中的第一进口边界参数对应的第一参数值替换为第二参数值后，进行瞬态数值计算，并生成计算结果；基于计算结果生成第二曲线；基于第一曲线和第二曲线对声学固有频率进行验证，以便确定声学固有频率的准确性。

本发明在通过燃烧室声学数值模型输出声学固有频率之后，根据输出的声学固有频率，燃烧室流场仿真数值模型的进口边界参数对应的参数值确定第一曲线，并根据第一曲线，在对应的燃烧时刻，将燃烧室流场仿真数值模型的进口边界参数对应的参数值修改为第一曲线中对应的第二参数值，然后使燃烧室声学数值模型在进行瞬态数值计算时，会根据各燃烧时刻调整对应的第一参数值，并生成与各燃烧时刻对应的计算结果，根据该计算结果确定第二曲线，最后基于第一曲线和第二曲线，对燃烧室声学数值模型对输出的声学固有频率进行验证，以保证燃烧室声学仿真模型输出的固有频率的准确性。

结合第一方面，在第一方面的第二实施例中，基于第一曲线和第二曲线对声学固有频率进行验证，包括：对第一曲线进行傅里叶变换，获取第三曲线；对第二曲线进行傅里叶变换，获取第四曲线；根据第三曲线和第四曲线，对声学固有频率进行验证。

本发明通过傅里叶变换将第一曲线转换为第三曲线，将第二曲线转换为第四曲线，可从第三曲线中读取第一声学固有频率对应的燃烧室进口处的第一幅值，从第四曲线中读取第一声学固有频率对应的燃烧室内部的第二幅值，然后根据第一幅值和第二幅值判断，当燃烧室进口边界参数对应的参数值修改时，燃烧室内部该参数对应的幅值是否被放大或者维持原状，以此来验证声学固有频率的准确性。

结合第一方面，在第一方面的第三实施例中，第三曲线横坐标用以指示燃烧室进口边界扰动激励的频率，纵坐标用以指示燃烧室进口处第一进口边界参数对应的第一幅值，第四曲线横坐标用以指示在燃烧室内部第一进口边界参数对应的频率，纵坐标用以指示燃烧室内部第一进口边界参数对应的第二幅值；基于第三曲线和第四曲线对声学固有频率进行验证，包括：从第三曲线中获取第一声学固有频率对应的第一幅值，其中，第一声学固有频率为多个声学固有频率中的任一个；从第四曲线中获取第一频率对应的第二幅值，其中，第一频率为第四曲线中任一波峰对应的频率，且第一频率在第一声学固有频率的预设领域内；判断第一幅值和第二幅值的大小，当第二幅值大于第一幅值时，或者，当所述第二幅值小于第一幅值且第一幅值与第二幅值的差值小于预设阈值时，则确定第一声学固有频率是正确的。

本发明通过从第三曲线中获取第一声学固有频率以及第一声学固有频率对应的第一幅值，从第四曲线中获取第一声学固有频率对应的第二幅值，通过比较第一幅值和第二幅值的大小关系验证第一声学固有频率的准确性。由于燃烧室流场仿真数值模型的设定条件均为确定的，所以通过该模型瞬态计算得到计算结果也是确定的，从而基于该计算结果生成的第二曲线经过变换后的第四曲线中的数据也同样是准确的。故，可通过与第四曲线中的第二幅值的比对确定该固有频率的准确性。

结合第一方面，在第一方面的第四实施例中，基于声学固有频率、燃烧室流场仿真数值模型的第一进口边界参数对应的第一参数值确定第一曲线，包括：基于所有的声学固有频率、燃烧室流场仿真数值模型的第一进口边界值以及预设相位生成与每一个声学固有频率对应的子函数；将所有的声学固有频率对应的子函数合并后生成目标函数；基于目标函数生成第一曲线。

本发明基于声学固有频率、燃烧室流场仿真数值模型的第一进口参数边界的参数值以及预设定的相位值生成了目标函数，基于目标函数生成与之对应的第一曲线，由此便于将第一曲线图加载至燃烧室流场仿真数值模型的第一进口参数边界处，通过燃烧室流场仿真数值模型进行瞬态计算后得到第二曲线，从而通过第一曲线和第二曲线对声学固有频率进行验证。

结合第一方面，在第一方面的第五实施例中，该方法还包括：基于燃烧室进/出口边界的结构特征和燃烧室进/出口边界的气流参数确定燃烧室进/出口边界类型。

结合第一方面，在第一方面的第六实施例中，基于燃烧室进/出口边界的结构特征和燃烧室进/出口边界的气流参数确定燃烧室进/出口边界类型，包括：基于燃烧室进/出口边界的结构特征对燃烧室进/出口边界类型进行一次判断，当判断燃烧室进/出口类型为硬边界时，则结束判断流程；或者，当无法确定燃烧室进/出口类型是否为硬边界时，则基于燃烧室进/出口气流参数对燃烧室进/出口边界类型进行二次判断，并基于二次判断的结果确定燃烧室进/出口边界类型。

本发明通过分析燃烧室进/出边界的结构特征和进/出口边界的气流参数确定燃烧室的进/出口边界类型，通过此方法能够较为客观准确的对燃烧室进/出口边界类型做一个初步判断，由于燃烧室进/出口边界类型是构建燃烧室声学数值模型的条件之一，因此，当燃烧室进/出口边界类型的准确性提高时，也能够保证燃烧室声学数值模型输出的固有频率的准确性。

第二方面，本发明提供了一种燃气轮机燃烧室声学固有频率的确定装置，包括：第一划分模块，用于对预构建的燃烧室实体模型进行流场网格划分，获取携带有流场网格的第一实体模型，第一实体模型包括多个网格节点；第一构建模块，用于根据第一实体模型、预获取的燃烧室进口边界值和燃烧室出口边界值，以及预配置的约束条件，构建燃烧室流场仿真数值模型；获取模块，用于基于燃烧室流场仿真数值模型，确定第一实体模型中每一个网格节点分别对应的温度数据；第二划分模块，用于将燃烧室实体模型进行声学网格划分，获取携带有声学网格的第二实体模型；第二构建模块，用于基于第二实体模型、预获取的燃烧室进口边界类型、燃烧室出口边界类型以及每一个网格节点分别对应的温度数据，构建燃烧室声学数值模型；第一确定模块，用于基于燃烧室声学数值模型确定声学固有频率。

第三方面，本发明提供了一种计算机设备，包括：存储器和处理器，存储器和处理器之间互相通信连接，存储器用于存储计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使处理器执行如发明内容中任一项的燃气轮机燃烧室声学固有频率的确定方法。

第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质用于存储计算机指令，当计算机指令被处理器执行时，实现如发明内容中任一项的燃气轮机燃烧室声学固有频率的确定方法。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中提供的燃气轮机燃烧室声学固有频率的确定方法的流程图；

图2为本发明实施例中提供的燃烧室结构图；

图3为本发明实施例提供的燃烧室进口压力脉动扰动时域图；

图4为本发明实施例提供的燃烧室进口压力脉动扰动频域图；

图5为本发明实施例提供的燃烧室内部压力脉动扰动时域图；

图6为本发明实施例提供的燃烧室内部压力脉动扰动频域图；

图7为本发明实施例提供的燃气轮机燃烧室声学固有频率的确定装置连接图；

图8为本发明实施例提供的计算机设备连接图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明公开了一种燃气轮机燃烧室声学固有频率的确定方法，如图1所示，该方法具体包括如下步骤：

步骤S1：对预构建的燃烧室实体模型进行流场网格划分，获取携带有流场网格的第一实体模型，第一实体模型包括多个网格节点。

具体的，可调用划分工具，将燃烧室实体模型的流场网格进行划分，划分时需将其划分为适用于有限体积法计算的网格单元，并获取划分好的燃烧室实体模型即携带有流场网格的第一实体模型，在该实体模型中，包含划分好的网格单元的节点。在此过程中，划分工具可以采用Fluent，Flotherm等划分软件；划分的网格单元可以是非结构四面体单元，也可以是结构化六面体单元等。

具体的，在网格划分结束后，需要对划分后的网格单元进行质量检查，一般质量检查的标准是，判断网格单元的skewness值是否高于0.95，当skewness值不高于0.95时，表示网格单元质量合格，当skewness值高于0.95时，表示网格单元质量不合格，需要重新进行网格划分。

在一可实施的例子中，燃烧室结构图如图2所示，分析燃烧室结构特征和气流流路，发现参与燃烧的空气主要从燃料喷嘴1左端面的燃烧室进口边界5进入，燃料主要从旋流叶片6表明的燃料孔喷出，燃料与空气在火焰筒2和过渡段3内充分燃烧后，再从过渡段3右端面的燃烧室出口边界4流出。考虑到燃烧室的声学固有频率主要与燃烧室内部腔体结构有关，因此在建立燃烧室声学模型时可忽略旋流叶片6中的细小燃料喷射孔。由于无设计图纸，所以采用逆向测绘方法获得燃料喷嘴1、火焰筒2和过渡段3等部件的几何尺寸，对燃料喷嘴1、火焰筒2和过渡段3中局部细小凸台结构进行简化，建立燃烧室实体模型。

具体的，燃烧室实体模型的构建，需要先通过分析燃烧室部件间的安装方式以及空气和燃料的流经路线，找出影响燃烧室声学固有频率和燃烧室流场特性的主要结构；然后根据燃烧室部件的设计图纸得到燃烧室部件的几何尺寸，根据燃烧室部件的几何尺寸构建燃烧室实体模型，在此过程中，可对不影响声学固有频率和燃烧室流场特性的局部复杂结构进行简化；当无燃烧室部件的设计图纸时，也可通过逆向测绘方法获得燃烧室部件的几何尺寸，再根据几何尺寸建立燃烧室实体模型。

步骤S2：根据第一实体模型、预获取的燃烧室进口边界参数对应的参数值和燃烧室出口边界参数对应的参数值，以及预配置的约束条件，构建燃烧室流场仿真数值模型。

具体的，在划分好燃烧室流场网格，并获取到携带有流场网格的第一实体模型后，通过燃气轮机的设计参数或者燃气轮机的工作运行参数确定燃烧室进口边界参数对应的参数值和燃烧室出口边界参数对应的参数值；并且从燃烧模型以及湍流模型中各选一项作为燃烧计算的约束条件，如，可在燃烧模型中可选涡耗散概念模型，在湍流模型可选择k-ε模型。

具体的，燃烧室的进口边界参数或者出口边界参数包括：质量流量，温度和压力三个维度，进口处的质量流量包括空气质量流量和燃料质量流量，进口处的温度包括空气温度和燃料温度，进口处的压力包括空气压力和燃料压力；在确定燃烧室的进/出口边界条件时，当燃气轮机的设计参数存在时，可直接从设计参数中获取上述三维度对应的值作为进口边界参数参数值或者出口边界参数参数值；当燃气轮机的设计参数无法获取时，从工作运行参数中查找监测点，基于监测点对应的三维度的数据确定进口边界参数参数值或者出口边界参数参数值。

步骤S3：基于燃烧室流场仿真数值模型，确定第一实体模型中每一个网格节点分别对应的温度数据。

具体的，基于第一实体模型，在设置好的边界参数对应的参数值以及与配置的约束条件下进行稳态数值计算，输出稳态数值计算的结果，即燃烧室内部划分的每一个网格单元对应的网格节点上的温度数据。

步骤S4：将燃烧室实体模型进行声学网格划分，获取携带有声学网格的第二实体模型。

具体的，调用区别于流场网格划分的划分工具将预构建的燃烧室实体模型划分为声学网格，并获取划分好的燃烧室实体模型即携带有声学网格的第二实体模型。其中，声学网格可以是四面体网格或者六面体网格等，采用的划分工具可以是Ansys、Abaqus和Nastran等适用于有限元计算方法的划分软件。

步骤S5：基于第二实体模型、预获取的燃烧室进口边界类型、燃烧室出口边界类型以及每一个网格节点分别对应的温度数据，构建燃烧室声学数值模型。

具体的，在划分好声学网格，并获取携带有声学网格的第二实体模型后，首先，根据燃烧室进口边界和出口边界的结构特征，以及燃烧室进口边界和出口边界的气流参数确定燃烧室的进口边界类型和出口边界类型；其次，可以根据步骤S3中获取的每一个流场网格单元对应的网格节点上的温度数据，并根据各网格节点上的温度数据确定声学数值模型的载荷条件，并以体载荷的方式加载至划分好的声学网格的所有节点上。

具体的，根据各网格节点上的温度数据确定声学数值模型的载荷条件时，可以取得步骤S1中获取的燃烧室内部分布的多个温度值的平均值，并将该平均值作为声学数值模型的载荷条件，其中，该平均值用来衡量燃烧室内部的平均温度，所以该平均值可以是几何平均值或者算术平均值等；最后，在上述准备工作结束后即可构建燃烧室声学数值模型。

步骤S6：基于燃烧室声学数值模型确定声学固有频率。

具体的，在构建好燃烧室声学数值模型后，设定要求解的声学固有频率的阶数，然后利用燃烧室声学数值模型即可根据预先设定的阶数确定并输出各阶对应的声学固有频率，所以声学固有频率的数量取决于设定的阶数，故，声学固有频率可以是一个或多个。

本发明将燃烧室实体模型划分为流场网格，并根据携带有流场网格的第一实体模型，预获取的燃烧室进口边界参数对应的参数值和燃烧室出口边界参数对应的参数值，以及预配置的约束条件，构建燃烧室流场仿真数值模型，并对燃烧室流场仿真数值模型进行稳态数值计算后，输出第一实体模型中划分的流场网格对应的各网格节点的温度数据，将燃烧室实体模型划分成声学网格，基于根据携带有声学网格的第二实体模型，选择预先确定好的燃烧室进口边界类型和出口边界类型，以及燃烧室流场仿真数值模型确定的各网格节点的温度数据，构建燃烧室声学数值模型；当燃烧室声学数值模型构建好后，就利用构建好的燃烧室声学数值模型进行计算，输出与预设阶数相同数量的声学固有频率值，由此得到燃气轮机燃烧室的声学固有频率；本方法通过构建好的燃烧室声学数值模型确定出燃烧室的声学固有频率，而不用通过大量试验去测量燃烧室声学固有频率，避免了现有技术中试验成本高以及测试装置复杂的缺陷，此方法在保证低成本的基础上，还能够快捷，便利的获取到燃烧室的声学固有频率，保证了获取过程的高效性。

在一可选实施例中，基于燃烧室声学数值模型确定声学固有频率之后，还包括：基于声学固有频率、燃烧室流场仿真数值模型的第一进口边界参数对应的第一参数值确定第一曲线；将燃烧室流场仿真数值模型中的第一进口边界参数对应的第一参数值替换为第二参数值后，进行瞬态数值计算，并生成计算结果；基于计算结果生成第二曲线；基于第一曲线和第二曲线对声学固有频率进行验证，以便确定声学固有频率的准确性。

示例性地，其中，第一进口边界参数为燃烧室流场仿真数值模型的多个进口边界参数中的任一个，第一曲线对应的横坐标用以指示燃烧时刻，第一曲线对应的纵坐标用以指示每一个燃烧时刻对应的第一进口边界参数对应的第二参数值。

示例性地，在燃烧室声学数值模型输出预设阶数对应数量的声学固有频率后，需要先将输出的多个声学固有频率加载至燃烧室流场仿真数值模型的任一进口边界参数对应的参数值中，在本实施例中，可将输出的多个声学固有频率加载到燃烧室流场仿真数值模型的压力进口边界对应的压力值中，加载时，首先，需要根据输出的所有声学固有频率、燃烧室流场仿真数值模型的压力进口边界值确定出燃烧室进口压力脉动扰动时域图即第一曲线；其次，获取第一曲线中各燃烧时刻对应的压力值(即第一进口边界参数对应的第二参数值)，将燃烧室流场仿真数值模型中原来的压力值(即第一进口边界参数对应的第一参数值)根据燃烧时刻实时替换为第一曲线中各时刻对应的压力值(即第二参数值)；然后，对修改进口边界参数对应的参数值后的燃烧室流场仿真数值模型进行瞬态数值计算，生成计算结果，该计算结果为，修改参数值后，燃烧室内部各燃烧时刻对应的压力值；基于燃烧时刻和各燃烧时刻对应的压力值绘制燃烧室内部压力脉动扰动时域图即第二曲线；最后，将第一曲线和第二曲线分别转换为便于验证升学固有频率的第三曲线和第四曲线，从而基于第三曲线和第四曲线对输出的声学固有频率进行验证，验证的目的是确定输出的声学固有频率是否为正确的声学固有频率。

本发明在通过燃烧室声学数值模型输出声学固有频率之后，根据输出的声学固有频率，燃烧室流场仿真数值模型的进口边界参数对应的参数值确定第一曲线，并根据第一曲线，在对应的燃烧时刻，将燃烧室流场仿真数值模型的进口边界参数对应的参数值修改为第一曲线中对应的第二参数值，然后使燃烧室声学数值模型在进行瞬态数值计算时，会根据各燃烧时刻调整对应的第一参数值，并生成与各燃烧时刻对应的计算结果，根据该计算结果确定第二曲线，最后基于第一曲线和第二曲线，对燃烧室声学数值模型对输出的声学固有频率进行验证，以保证燃烧室声学仿真模型输出的固有频率的准确性。

在一可选实施例中，基于第一曲线和第二曲线对声学固有频率进行验证，包括：对第一曲线进行傅里叶变换，获取第三曲线；对第二曲线进行傅里叶变换，获取第四曲线；根据第三曲线和第四曲线，对声学固有频率进行验证。

示例性地，在基于声学固有频率、燃烧室流场仿真数值模型的第一进口边界参数对应的第一参数值生成第一曲线(即燃烧室进口压力脉动扰动时域图)后，利用傅里叶变换算法，将第一曲线转换为第三曲线(即燃烧室进口压力脉动扰动频域图)；在对修改进口边界参数对应的参数值后的燃烧室流场仿真数值模型进行瞬态数值计算，并根据输出的计算结果生成第二曲线(即燃烧室内部压力脉动扰动时域图)后，利用傅里叶变换算法，将第二曲线转换为第四曲线(即燃烧室内部压力脉动扰动频域图)，然后可根据第三曲线和第四曲线对声学固有频率进行验证。

本发明通过傅里叶变换将第一曲线转换为第三曲线，将第二曲线转换为第四曲线，可从第三曲线中读取第一声学固有频率对应的燃烧室进口处的第一幅值，从第四曲线中读取第一声学固有频率对应的燃烧室内部的第二幅值，然后根据第一幅值和第二幅值判断，当燃烧室进口边界参数对应的参数值修改时，燃烧室内部该参数对应的幅值是否被放大或者维持原状，以此来验证声学固有频率的准确性。

在一可选实施例中，基于第三曲线和第四曲线对声学固有频率进行验证，包括：从第三曲线中获取第一声学固有频率对应的第一幅值，其中，第一声学固有频率为多个声学固有频率中的任一个；从第四曲线中获取第一频率对应的第二幅值，其中，第一频率为第四曲线中任一波峰对应的频率，且第一频率在第一声学固有频率的预设领域内；判断第一幅值和第二幅值的大小，当第二幅值大于第一幅值时，或者，当所述第二幅值小于第一幅值且第一幅值与第二幅值的差值小于预设阈值时，则确定第一声学固有频率是正确的。

示例性地，第三曲线横坐标用以指示燃烧室进口边界扰动激励的频率，纵坐标用以指示燃烧室进口处第一进口边界参数对应的第一幅值，第四曲线横坐标用以指示在燃烧室内部第一进口边界参数对应的频率，纵坐标用以指示燃烧室内部第一进口边界参数对应的第二幅值。

示例性地，如燃烧室声学数值模型输出3阶声学固有频率，分别为81.99Hz、258.27Hz、501.04Hz，为形成对比，再人为加入一阶固有频率160Hz，将这4阶声学固有频率加载至燃烧室流场仿真数值模型的压力进口边界中，在进口处生成如图3所示的燃烧室进口压力脉动扰动时域图，利用傅里叶变换，将该时域图转换为如图4所示的燃烧室进口压力脉动扰动频域图，从图4中可知，在频域图中，一个声学固有频率对应一个波峰，获取与声学固有频率相同频率的第一幅值，即81.99Hz对应的第一幅值约为4000Pa，160Hz对应的第一幅值约为4000Pa，258.27Hz对应的第一幅值约为4000Pa，501.04Hz对应的第一幅值约为4000Pa。

将图3加载至燃烧室流场仿真数值模型的压力进口边界后，对燃烧室流场仿真数值模型进行瞬态数值计算，输出计算结果；在瞬态计算过程中，燃烧室进口压力对应的压力值都根据图3中对应的压力值进行修改。在瞬态数值计算的计算结果中包含燃烧室内部各时刻对应的压力值，所以，可以根据该计算结果生成如图5所示的燃烧室内部压力脉动扰动时域图，并利用傅里叶变换将图5转换为如图6所示的燃烧室内部压力脉动扰动频域图，从图6可知，波峰处的频率以及幅值分别为，80Hz对应的第二幅值约为7000Pa，160Hz对应的第二幅值约为1500Pa，256Hz对应的第二幅值约为6000Pa，501Hz对应的第二幅值约为6000Pa。

其中，在本实施例中，预设邻域可以是2Hz，即第一频率可以在第一声学固有频率-2Hz至声学固有频率+2Hz的范围内波动，如80Hz在81.99Hz的邻域范围内，故可以直接比较80Hz对应的第二幅值7000Pa和81.99Hz对应的第一幅值4000Pa的大小，并根据大小判断81.99Hz是否为正确的声学固有频率,由于7000Pa>4000Pa，所以第二幅值大于第一幅值，所以81.99Hz是正确的声学固有频率。

以同样的方式进行比较后，发现160Hz对应的第一幅值为4000Pa，160Hz对应的第二幅值为1500Pa，显然第二幅值小于第一幅值，则需要基于第一幅值和第二幅值计算二者的差值，即4000Pa-1500Pa＝2500Pa，此时需要进一步判断二者的差值是否小于预设阈值，在此实施方式中，预设阈值为第一幅值的20％，4000Pa*20％＝800Pa，即预设阈值为800Pa，由于2500Pa>800Pa，所以，将160Hz加载到进口边界压力对应的参数值中，扰动激励的频率对应的幅值并没有被放大，且与第一幅值的差值大于预设阈值，所以160Hz不是正确的声学固有频率。需要说明的是，预设阈值的设定是基于第一幅值以及特定的比例确定的，其中，比例的大小可根据操作员的经验确定，也可根据大量的实验数据进行确定等。

通过验证，当输出的声学固有频率错误时，可重新修改燃烧室的进口边界类型和/或出口边界类型，然后重新执行如声学固有频率确定方法中的步骤S5和S6，重新获取声学固有频率，并再次对获取的声学固有频率以上述方法进行验证。

本发明通过从第三曲线中获取第一声学固有频率以及第一声学固有频率对应的第一幅值，从第四曲线中获取第一声学固有频率对应的第二幅值，通过比较第一幅值和第二幅值的大小关系验证第一声学固有频率的准确性。由于燃烧室流场仿真数值模型的设定条件均为确定的，所以通过该模型瞬态计算得到计算结果也是确定的，从而基于该计算结果生成的第二曲线经过变换后的第四曲线中的数据也同样是准确的。故，可通过与第四曲线中的第二幅值的比对确定该固有频率的准确性。

在一可选实施例中，基于声学固有频率、燃烧室流场仿真数值模型的第一进口边界参数对应的第一参数值确定第一曲线，包括：基于所有的声学固有频率、燃烧室流场仿真数值模型的第一进口边界值以及预设相位生成与每一个声学固有频率对应的子函数；将所有的声学固有频率对应的子函数合并后生成目标函数；基于目标函数生成第一曲线。

示例性地，在燃烧室声学数值模型输出预设阶数对应数量的声学固有频率后，需要将生成的声学固有频率加载至燃烧室流场仿真数值模型的任一进口边界参数对应的参数值中，具体的加载过程为：基于输出的多个声学固有频率，燃烧室流场仿真数值模型的任一进口边界参数对应的参数值，以及预设相位值生成与每一个声学固有频率分别对应的子函数，并将所有的子弦函数进行合并，最后生成目标函数；并基于目标函数生成目标函数对应的第一曲线。

示例性地，如燃烧室声学数值模型输出前3阶对应的3个声学固有频率，分别为ω

并将3个子函数合并成目标函数，即：

该目标函数对应的时域图即为第三曲线，并利用傅里叶变换将该时域图转换为频域图即第一曲线。

本发明基于声学固有频率、燃烧室流场仿真数值模型的第一进口参数边界的参数值以及预设定的相位值生成了目标函数，基于目标函数生成与之对应的第一曲线，由此便于将第一曲线图加载至燃烧室流场仿真数值模型的第一进口参数边界处，通过燃烧室流场仿真数值模型进行瞬态计算后得到第二曲线，从而通过第一曲线和第二曲线对声学固有频率进行验证。

在一可选实施例中，还包括：基于燃烧室进/出口边界的结构特征和燃烧室进/出口边界的气流参数确定燃烧室进/出口边界类型。

示例性地，燃烧室进/出口边界类型包括声学硬边界和声学软边界。

示例性地，基于燃烧室进/出口边界的结构特征确定燃烧室进/出口的边界类型，当燃烧室进/出口边界具备声波能透射过去结构特征，则说明燃烧室进/出口边界为软边界；当燃烧室进/出口边界具备声波不能透射过去结构特征，则说明燃烧室进/出口边界为硬边界。

示例性地，气流参数即气流流速，基于燃烧室进/出口边界的气流参数确定燃烧室进/出口的边界类型时，需要先获取当地声速，当气流流速大于或等于当地声速时，则说明燃烧室的进/出口边界为硬边界；当气流流速小于当地声速时，则说明燃烧室的进/出口边界为软边界。

在一可选实施例中，基于燃烧室进/出口边界的结构特征和燃烧室进/出口边界的气流参数确定燃烧室进/出口边界类型，包括：基于燃烧室进/出口边界的结构特征对燃烧室进/出口边界类型进行一次判断，当判断燃烧室进/出口类型为硬边界时，则结束判断流程；或者，当无法确定燃烧室进/出口类型是否为硬边界时，则基于燃烧室进/出口气流参数对燃烧室进/出口边界类型进行二次判断，并基于二次判断的结果确定燃烧室进/出口边界类型。

示例性地，在划分好声学网格后，需要根据燃烧室进/出口的结构特征和燃烧室进/出口的气流参数确定燃烧室进/出口的边界类型，其过程为先根据燃烧室进/出口的结构特征进行一次判断，再根据一次判断的结果决定是否要进行二次判断，当通过第一次判断确定燃烧室进/出口边界为硬边界时，则无需进行二次判断；当一次判断无法确定燃烧室进/出口边界类型是否为硬边界时，则根据燃烧室进/出口的气流参数对燃烧室进/出口边界类型进行二次判断，最后根据二次判断的结果确定燃烧室进/出口边界的类型。

示例性地，当一次判断无法确定燃烧室的进/出口边界是否为硬边界时，则进行二次判断，当二次判断结果为燃烧室的进/出口边界为硬边界时，则确定燃烧室的进/出口边界为硬边界；当二次判断结果为燃烧室的进/出口边界为软边界时，则确定燃烧室的进/出口边界为软边界。

本发明通过分析燃烧室进/出边界的结构特征和进/出口边界的气流参数确定燃烧室的进/出口边界类型，通过此方法能够较为客观准确的对燃烧室进/出口边界类型做一个初步判断，由于燃烧室进/出口边界类型是构建燃烧室声学数值模型的条件之一，因此，当燃烧室进/出口边界类型的准确性提高时，也能够保证燃烧室声学数值模型输出的固有频率的准确性。

本发明公开了一种燃气轮机燃烧室声学固有频率的确定装置，如图7所示，包括：

第一划分模块71，用于对预构建的燃烧室实体模型进行流场网格划分，获取携带有流场网格的第一实体模型，第一实体模型包括多个网格节点；

第一构建模块72，用于根据第一实体模型、预获取的燃烧室进口边界值和燃烧室出口边界值，以及预配置的约束条件，构建燃烧室流场仿真数值模型；

获取模块73，用于基于燃烧室流场仿真数值模型，确定第一实体模型中每一个网格节点分别对应的温度数据；

第二划分模块74，用于将燃烧室实体模型进行声学网格划分，获取携带有声学网格的第二实体模型；

第二构建模块75，用于基于第二实体模型，预获取的燃烧室进口边界类型、燃烧室出口边界类型以及每一个网格节点分别对应的温度数据，构建燃烧室声学数值模型；

第一确定模块76，用于基于燃烧室声学数值模型确定声学固有频率。

在一可选实施例中，在第一确定模块之后，还包括：第二确定模块，用于基于声学固有频率、燃烧室流场仿真数值模型的第一进口边界参数对应的第一参数值确定第一曲线，其中，第一进口边界参数为燃烧室流场仿真数值模型的多个进口边界参数中的任一个，第一曲线对应的横坐标用以指示燃烧时刻，第一曲线对应的纵坐标用以指示每一个燃烧时刻对应的第一进口边界参数对应的第二参数值；第一生成模块，用于将燃烧室流场仿真数值模型中的第一进口边界参数对应的第一参数值替换为第二参数值后，进行瞬态数值计算，并生成计算结果；第二生成模块，用于基于计算结果生成第二曲线；验证模块，用于基于第一曲线和第二曲线对声学固有频率进行验证，以便确定声学固有频率的准确性。

在一可选实施例中，验证模块，包括：第一获取子模块，用于对第一曲线进行傅里叶变换，获取第三曲线；第二获取子模块，用于对第二曲线进行傅里叶变换，获取第四曲线；验证子模块，用于根据第三曲线和第四曲线，对声学固有频率进行验证。

在一可选实施例中，验证子模块，包括：获取单元，第一用于从第三曲线中获取第一声学固有频率对应的第一幅值，其中，第一声学固有频率为多个声学固有频率中的任一个；第二获取单元，用于从第四曲线中获取第一频率对应的第二幅值，其中，第一频率为第四曲线中任一波峰对应的频率，且第一频率在第一声学固有频率的预设领域内；判断单元，用于判断第一幅值和第二幅值的大小，当第二幅值大于第一幅值时，或者，当所述第二幅值小于第一幅值且第一幅值与第二幅值的差值小于预设阈值时，则确定第一声学固有频率是正确的。

在一可选实施例中，第二确定模块，包括：第一生成子模块，用于基于所有的声学固有频率、燃烧室流场仿真数值模型的第一进口边界值以及预设相位生成与每一个声学固有频率对应的子函数；第二生成子模块，用于将所有的声学固有频率对应的子函数合并后生成目标函数；第三生成子模块，用于基于目标函数生成第一曲线。

在一可选实施例中，还包括：第三确定模块，用于基于燃烧室进/出口边界的结构特征和燃烧室进/出口边界的气流参数确定燃烧室进/出口边界类型。

在一可选实施例中，第三确定模块，包括：第一判断子模块，用于基于燃烧室进/出口边界的结构特征对燃烧室进/出口边界类型进行一次判断，当判断燃烧室进/出口类型为硬边界时，则结束判断流程；第二判断子模块，用于当一次判断无法确定燃烧室进/出口类型是否为硬边界时，则基于燃烧室进/出口气流参数对燃烧室进/出口边界类型进行二次判断，并基于二次判断的结果确定燃烧室进/出口边界类型。

本实施例提供一种计算机设备，如图8所示，该计算机设备可以包括至少一个处理器81、至少一个通信接口82、至少一个通信总线83和至少一个存储器84，其中，通信接口82可以包括显示屏(Display)、键盘(Keyboard)，可选通信接口82还可以包括标准的有线接口、无线接口。存储器84可以是高速RAM存储器(Random Access Memory，易挥发性随机存取存储器)，也可以是非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。存储器84可选的还可以是至少一个位于远离前述处理器81的存储装置。其中处理器81可以结合图8所描述的装置，存储器84中存储应用程序，且处理器81调用存储器84中存储的程序代码，以用于执行上述任意方法实施例的燃气轮机燃烧室声学固有频率的确定方法。

其中，通信总线83可以是外设部件互连标准(peripheral componentinterconnect，简称PCI)总线或扩展工业标准结构(extended industry standardarchitecture，简称EISA)总线等。通信总线83可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图8中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

其中，存储器84可以包括易失性存储器(英文：volatile memory)，例如随机存取存储器(英文：random-access memory，缩写：RAM)；存储器也可以包括非易失性存储器(英文：non-volatile memory)，例如快闪存储器(英文：flash memory)，硬盘(英文：hard diskdrive，缩写：HDD)或固态硬盘(英文：solid-state drive，缩写：SSD)；存储器84还可以包括上述种类的存储器的组合。

其中，处理器81可以是中央处理器(英文：central processing unit，缩写：CPU)，网络处理器(英文：network processor，缩写：NP)或者CPU和NP的组合。

其中，处理器81还可以进一步包括硬件芯片。上述硬件芯片可以是专用集成电路(英文：application-specific integrated circuit，缩写：ASIC)，可编程逻辑器件(英文：programmable logic device，缩写：PLD)或其组合。上述PLD可以是复杂可编程逻辑器件(英文：complex programmable logic device，缩写：CPLD)，现场可编程逻辑门阵列(英文：field-programmable gate array，缩写：FPGA)，通用阵列逻辑(英文：generic arraylogic,缩写：GAL)或其任意组合。可选地，存储器84还用于存储程序指令。处理器81可以调用程序指令，实现本发明任一实施例中的燃气轮机燃烧室声学固有频率的确定方法。

本实施例提供一种计算机可读存储介质，计算机存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令可执行上述任意方法实施例中的燃气轮机燃烧室声学固有频率的确定方法。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard DiskDrive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive，SSD)等；存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。