DF化学激光器反应动力学模型的简化及其有效性分析

DF化学激光器涉及到多组分的高速化学反应流,组分、反应方程、速率常数的选择对计算结果有着重要影响。通过对DF化学激光器反应动力学模型的讨论,给出了简化模型的依据,并且分别运用几组简化反应模型进行数值模拟,分析与完全反应模型相比,简化对激光器小信号增益系数和DF激发态分子空间分布的影响。推荐了一个针对(NF3+H2+He)/D2燃料体系,DF化学激光器"冷反应"系统的11组分23方程简化模型,在很大程度上减少了计算量,有利于反应流场数值仿真的编程实现。

基于敏感性分析的DF化学动力学模型的简化

基于两种燃料体系下的DF详细化学反应动力学模型,利用敏感性分析的方法,分别提出了相应的简化反应机理。简化过程中发现,仅考虑DF"冷反应"泵浦过程,忽略掉高振动激发态,忽略掉D2和DF分子的离解复合反应对整个系统影响不大。DF分子之间以及DF与D、D2、HF之间的能量转移反应具有较高的敏感性。简化机理在有效概括DF化学反应过程的同时尽量减少了反应组分和基元反应方程,很大程度上减少了计算量,更适合与三维流场数值仿真程序或软件进行耦合计算。