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马赫数影响激波聚焦引发爆轰的数值研究

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可燃预混气的起爆是一个复杂的物理化学过程,相关研究在诸如脉冲爆轰发动机的研发中属于关键的基础科学问题之一,而其中激波聚焦起爆作为一种可控的起爆方式因无需过大的起爆能量受到广泛关注.为了研究激波聚焦引发爆轰过程的气动力学特征,确定爆轰起爆的主导因素并分析起爆机理,采用高精度网格、DCD计算格式和链分支反应数值求解了二维带化学反应的欧拉方程,考察了马赫数在2.0-3.5范围内的环形激波在充满可燃预混气通道内的聚焦与爆轰引发过程.研究结果表明,激波在台阶处产生了马赫反射,马赫干短小而且落后于绕射波面;绕射过程中产生了二次激波,并随着激波的发展逐渐增强;当马赫数较小时,难以引发燃烧反应,不能诱导爆轰;随着入射激波马赫数的增加,绕射过程中形成的二次激波的强度有所增加,且聚焦的效果明显增强,波后温度压力快速增加,有助于在预混气中形成热点,进而引发爆轰;当马赫数在3及以上时易形成爆轰,绕射激波在对称轴上实现聚焦,聚焦点附近的可燃气体在高温高压作用下发生燃烧反应,局部温度和压力急剧升高,化学反应与激波相互耦合形成爆轰波向前传播,爆轰波在传播的过程中发生了马赫反射,最后形成椭球形的爆轰波.

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来源
《中国力学大会2017暨庆祝中国力学学会成立60周年大会》||1-8|共8页
会议地点北京
作者
于江鹏; 滕宏辉; 朱跃进;
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作者单位

中国力学学会;

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会议组织
正文语种
原文格式 PDF
中图分类
关键词
爆轰推进; 激波; 聚焦起爆; 马赫数;

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