DDT过程中波与火焰发展特性三维数值模拟研究

来源 :南京航空航天大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ghchao0605
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
缓燃向爆震的转捩过程(Deflagration-To-Detonation Transition简称DDT)是爆震燃烧机理研究中的关键问题之一,DDT的实现涉及到波系与火焰的相互作用以及波与火焰的发展特性,所以本文从数值模拟角度,对波和火焰的相互作用过程以及各自的发展特性进行了系统深入的研究。   本文以三维方形管道为物理模型,选用带化学反应的Euler方程,采用基元反应模型,考虑了9种组分、20个化学反应式,流动计算采用NND差分格式,应用分裂算法处理流动和化学反应的耦合问题,编译并调试出三维数值计算程序,模拟了有、无障碍物的爆震管中火焰在入射激波和燃烧波的作用下由缓燃向爆震的转捩过程。   光滑管道中的数值模拟结果经分析得到以下结论:反应开始阶段入射激波干扰火焰,促进火焰的发展:火焰充分发展后,火焰压缩波成为促进火焰发展的主要因素,三维管道壁面为压缩波提供了优越的反射条件;压缩波及其反射波与火焰相互促进,具有正反馈的作用;火焰面与管道壁面形成封闭空间,能量和未燃气体积累,为热点、爆震中心的产生提供了条件;三维管道壁面的存在,促进了波与火焰的相互作用,为爆震中心以及爆震波的形成提供了良好的条件:激波马赫数的提高大大缩短了DDT的发生时间和距离。   有障碍物管道中的数值模拟结果经分析得到以下结论;障碍物的存在促进了波与火焰的相互作用,使火焰发展速度大大提高;火焰在障碍物前方滞止,形成高温热点,而火焰面与障碍物之间的区域由于波的不断压缩作用,未燃气体密度、温度都较高,这一特点诱导爆震波的产生:通过障碍物通道时,爆震波在近壁面滞止形成高温高压点火区,而中心部位在周围气流的推动下加速向下游传播,之后随着压力的降低,燃烧效率降低,爆震波衰减,速度降低;在壁面夹角处不断产生的局部爆炸为爆震波提供了能量支持,爆震波在不断的衰减和增强中趋于稳定;第一道障碍物的安放位置较靠前,早期波对火焰的干扰作用比较充分,火焰的发展较快,高温高压热点的出现较早,这有助于DDT的快速产生;阻塞比在0.3~0.6之间的情况下,障碍物都能起到促进爆震中心以及爆震波产生的作用,但这个范围内的阻塞比变化对DDT转捩的影响较小。
其他文献
本文分析了集中式、分布式、层次式以及分层分布式体系结构的特点以及适用场合,结合分布式交互飞行仿真的特点,选择两层分层分布式体系结构作为本系统的体系结构;结合面向对
在口腔修复领域中,基于力触觉交互系统的牙齿曲面变形技术越来越得到人们的重视,利用该技术医生能够方便快捷的完成对患牙的修复工作。在牙齿曲面变形过程中,每个患者牙齿的
在蒸发压缩制冷系统中用喷射器作为膨胀设备可以既经济又有效地提高系统性能。喷射器的主要性能参数为喷射系数,合适的喷射系数能显著提高系统性能。目前对于喷射器的研究主要有理论计算、数值模拟和试验研究这三种方法,其中试验研究最为基础,应用最广泛。本文以理论计算为基础,采用数值模拟和试验相结合的方法,对喷射器进行设计选型和性能验证试验,进而对使用喷射器的制冷系统进行试验分析。本文的研究工作主要包括以下几个方
目标跟踪是机器视觉和数字图像处理方向最活跃的研究领域之一,其研究目的是在不同环境下对目标进行快速准确跟踪。近年来,目标跟踪技术已经被广泛应用于智能监控、动作分析、高
随着人类空间活动的增多,空间碎片环境日益恶化,空间碎片对航天器的在轨安全运行构成了严重的威胁。为了对空间碎片撞击航天器事件进行实时监测,人们提出了空间碎片在轨感知
本论文使用冰模板法制备了碳纳米管/壳聚糖复合泡沫材料。这种泡沫材料具有规整定向排列的层状结构,其层厚度和层间孔道分别在亚微米和微米级别且尺寸均匀。我们通过XRD衍射
本文基于磁悬浮昆虫飞行磨,设计了一种昆虫飞行能力的测试系统。该系统主要利用凌阳SPCE061A单片机和计算机控制技术判断昆虫飞行状态和计算飞行的时间。使用该系统后,工作人
无线Mesh网络是一种通过无线链路连接路由器和终端设备的无线多跳网络,具有自组织、自愈合,高速率、易组网等特点。当终端设备将数据发送到一系列节点时,组播是提供这种服务的理
电火花加工中,放电介质对工件的材料去除率和表面质量有重要影响。传统电火花加工采用油类放电介质,加工稳定且效率较高,但加工过程中产生对人体有害的气体并存在火灾隐患,使用后