矩形管下气相螺旋爆轰的结构及传播方式

为探索极限条件下矩形管道截面长宽比对于螺旋爆轰传播的影响,采用基于五阶WENO有限差分格式和两步总包反应模型的Euler方程,对三维气相螺旋爆轰波在矩形截面管道中的结构及其传播方式进行了数值研究。通过模拟不同管道截面尺寸下爆轰波的三波线运动轨迹、流场分布及高压印记结构,揭示了截面几何尺寸对气相临界爆轰波稳定传播的影响规律。结果表明:螺旋爆轰能在一定范围的小管道截面尺寸内通过横、竖两条三波线及其相互作用形成的斜三波线的运动来维持传播;随着管道截面尺寸长宽比的增加,螺旋爆轰在壁面上形成的高压印记逐渐由倾斜的条带结构变成局部点状分布结构,波阵面上的斜三波线的轨迹也由方管中沿着单一方向的圆周运动逐渐发展为具有转向机制的复杂运动轨迹;当长宽比进一步增加时,三维螺旋爆轰存在向二维结构的单头爆轰结构退化的趋势。