旋转爆轰胞格结构的实验和数值研究

张旭东; 范宝春; 潘振华; 归明月

doi:10.11883/1001-1455(2011)04-0337-06

旋转爆轰胞格结构的实验和数值研究

doi: 10.11883/1001-1455(2011)04-0337-06

1.
南京理工大学瞬态物理国家重点实验室,江苏南京210094

基金项目:

国家自然科学基金项目(10872096)

国防弹道重点实验室基金项目

详细信息

通讯作者:
范宝春

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出版历程
- 刊出日期: 2011-07-25

Experimentalandnumericalinvestigation oncellularpatternsofrotatingdetonations

1.
LaboratoryofTransientPhysics,NanjingUniversityofScienceandTechnology,

Funds:

NationalNaturalScienceFoundationofChina(10872096)

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Corresponding author: FAN Bao-chun

摘要

摘要: 对爆轰波在环形圆管(预混气体为2H2/O2/Ar)内的传播分别进行了实验和数值研究。实验研究采用烟迹板记录了环形圆管内爆轰波的胞格结构。数值计算利用二阶附加半隐的Runge-Kutta法和五阶 WENO格式分别离散欧拉方程的时间和空间导数项,采用基元反应简化模型描述化学反应过程,得到了旋转爆轰的流场及数值胞格结构。实验和数值模拟结果表明:爆轰波在圆环管中传播时,由于圆环的内壁发散、外壁收敛,圆环内侧爆轰强度小于外侧,胞格尺寸较大;内侧OH 的分布区域大于外侧,浓度较低。旋转爆轰的这种性质,使爆轰波能以稳定的角速度绕轴旋转。
- 爆炸力学 /
- 旋转爆轰 /
- 二阶附加半隐的Runge-Kutta法 /
- 胞格结构 /
- 自持机理
Abstract: Gaseousdetonationpropagationof2H2/O2/Armixtureinanannulartubewasexperimentallyandnumericallyinvestigated. Detonationcellularpatternswererecordedbysmokedfoils.The second-orderadditivesemi-implicitRunge-Kutta(ASIRK)methodandthefifth-orderweightedessentiallynon- oscillatory(WENO)schemewereusedtodiscretizethetimetermandthespatialderivatives, respectively.Adetailedchemicalreactionmechanism modelwasappliedtodescribetheprocessesofdetonationchemicalreactions. Numericalcellularpatternsanddetonationflowfieldwereobtained. Experimentalandnumericalresultsshowthatwhiledetonationpropagatesintheannular tube,duetotheconvergenceoftheouterwallandthedivergenceoftheinnerwall,thedetonationintensityalongtheinnerwallislowerthanthatalongtheouterwall, andthecellsizeismuchlarger. ThedistributionregionofOHalongtheinnerwallisalsowiderthanthatalongtheouterwall,and theconcentrationissmaller.Justbecauseofthecharacterofarotatingdetonation,thedetonation wavescanrotatearoundanaxisatasteadyangularvelocity.
- mechanicsofexplosion /
- rotatingdetonation /
- second-orderASIRK method /
- cellularpattern /
- self-sustainingmechanism

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施引文献

期刊类型引用(12)

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