在火箭引擎的研制进程中，必须尽力缓解内燃机产生的高频振动，不然或许导致结构损坏或陷于不安全的运行条件。不过此前多年，科学家们一直未能深入了解这种振动产生机理。好消息是，在 aip 最新出版的《流体物理学》期刊的一篇文章中，来自东京理科大学和日本宇航研制机构的一支研讨团队，刚刚详细解说了在火箭引擎中引起这些振动的反应进程。

研讨配图（来自：hiroshi gotoda）

据悉，研讨人员构建了一套火箭引擎的焚烧事情模拟模型，且在分析中运用了许多复杂的技术，包括符号动力学、以及使用复杂网络来理解振动行为的改变。

具体说来是，符号动力学使得科学家们能够确定表征焚烧事情的两个变量之间的行为相似性，成果发现燃料喷射器的流速动摇，与焚烧器的放热率动摇存在较强的相关性。

研讨作者 hirosh gotoda 指出：

典型的火箭引擎会使用喷射器将燃料（比方氢气）和氧化剂（比方氧气）输送到焚烧室，接着完成焚烧和焚烧的动作。

但是未焚烧的氢氧混合物，会在与氢气和空气火焰的高温产物的定期触摸时，导致焚烧方位的明显动摇。

焚烧方位的动摇，会引发热释放率的动摇，然后影响焚烧室中的压力动摇。基于此，研讨团队确定了放热动摇与压力动摇是相互同步的。

sci tech daily 指出，焚烧室压力和放热率动摇的乘积，是用于理解焚烧振动来源的一项重要物理量。该乘积大于零的区域，对应于驱动振动的声功率源。

在进一步的研讨中，科学家们在注入器边缘附近的剪切层中发现了动力源。可知它们会忽然崩溃，并以周期性的办法重新出现在上游，最终导致焚烧振动的产生。

hirosh gotoda 补充道：

在内氧化剂和外燃料射流之间的流体动力剪切层区域中，热声源簇的重复构成和坍塌，在催生焚烧振动这件事上起着重要的作用。

最后，研讨人员认为，他们使用的相关分析办法，将有助于大家更好地理解火箭引擎（以及其它内燃机）中偶然产生的风险振动。