与爆轰相关的湍流燃烧

爆轰具有较高的燃烧效率,当应用于推进系统时,有较宽广的前景,故引起国内外学者广泛的关注。与爆轰有关的两个重要现象是——爆轰的生成和传播。爆轰的生成分为直接起爆和间接起爆。直接起爆需要极高的能量,因此间接起爆一直是研究的热点,其中爆燃转爆轰(deflagration-to-detonation transition,DDT)则是关注的重点。然而,经过几十年的实验、理论和数值研究,DDT的机理已被理解,但是准确的预测还无法实现,这其中最核心的因素是湍流燃烧。对于爆轰波的传播,特别是高活化能的可燃气体,其波阵面呈强不稳定结构,存在湍流燃烧,波后出现的未燃气团的燃烧也属于湍流燃烧,这使得爆轰波的精确控制也存在较大的困难,但是爆轰波传播的平均速度仍然可以用CJ速度来预测。本文对DDT和爆轰波结构中的湍流燃烧的研究现状进行了分析和评述,并对未来的研究进行了展望。

考虑平衡气体效应的斜爆轰波驻定窗口的研究

为研究真实情形下斜劈诱导的斜爆轰波的驻定窗口及影响因素,利用考虑平衡气体效应的极曲线关系式,分析了氢气-空气混合物的斜爆轰波的驻定窗口。与已有的一步反应的驻定窗口对比,讨论了平衡气体效应带来的特性;调整来流混合物的马赫数、压力、温度和当量比,分析了不同参数对驻定窗口的影响。研究结果表明,在氢气-空气混合物中采用9种平衡气体组分时,随着来流马赫数和温度的增加、混合物当量比的减少,形成的驻定窗口明显增加,斜爆轰波更容易驻定;初压对斜爆轰波的驻定影响较小。