爆轰波在突扩通道中传播的数值模拟研究

建立了描述甲烷 空气混合物爆轰波传播的单步化学反应爆轰模型 ,通过数值模拟研究了在二维突扩通道中爆轰波的强度变化和各种波行为。结果表明 :爆轰波在进入突扩通道初始阶段的衍射使爆轰波局部向爆燃转变 ;

突扩通道中带钝体或开缝钝体流场的实验研究

对突扩通道中带钝体或带开缝钝体的两种典型阻塞比（最大阻塞与零阻塞）的空气流场采用小型靠背毕托管进行测定，得到了各自的回流流场的速度分布图、回流区长度、回流量与进口雷诺数的关系式，并从中缝气流量与回流量的关系导出了判定中缝气流发生分裂的临界准则关系式．

湍流结构方向边界条件对平面后台阶突扩通道粘性分离区的影响

标准的Ｋ－ＥＥＶＭ或ＡＳＭ算出的平面后台阶突扩通道粘性分离区长度比实验值低３０％，原因在于该模型违反了边界条件的独立性原则。为此本文提出一能独立加入有关湍流结构的边界条件的Ｋ－ＥＬＡＡＳＭ，问题得到圆满解决。与此相反，层流粘性分离流动的分离区的预测值常常过大，一个重要原因在于进口速度型与实际不符，但同样是由于边界条件原故。

突扩通道内横掠圆管对流换热的数值模拟

采用非稳态数学模型对突扩通道内横掠圆管流动与换热进行了数值模拟。分别对不同雷诺数Re以及不同通道突扩比Er情况进行数值模拟。结果表明:随着Re的变化,数值解有稳态,周期振荡和混沌。同时随着雷诺数的增加,圆管附近的换热不断增强。对于不同突扩比,当10≤Re≤100和250≤Re≤300时,圆管的换热随着通道突扩比的增加而变弱;当100<Re≤200时,圆管换热并不单调减弱。

水平位置对突扩通道内横掠圆管对流换热的影响

采用非稳态数学模型对突扩通道内横掠圆管流动与换热进行了数值模拟。分别对不同雷诺数Re以及圆柱的不同水平位置情况进行数值模拟。结果表明,随着Re的变化,数值解有稳态和周期振荡。同时随着雷诺数的增加,圆管附近的换热不断增强。对于圆管不同的位置,当10≤Re<100和Re=300时,圆管的换热随着Xc的增加而变弱;当100≤Re≤200时,圆管换热并不单调减弱。

扩缩通道内流动和换热非线性特性的数值模拟

对扩缩通道内流动与换热进行了数值模拟并探讨了其中的非线性特性.通过对不同突扩比ER、不同长宽比AR及不同雷诺数Re下通道内流场和温度场进行分析,给出在一定工况下对称通道内流体的流动和换热会出现偏斜等非线性现象的情况.数值模拟结果表明,存在临界雷诺数Rec使流体流动和换热形态发生转变,当Re超过Rec时,流体流动和换热不仅有对称解,还有非对称解;当Re继续增大时,流体流动和换热出现振荡.通道的几何尺寸及后缩段(表现为ER及AR)都对Rec产生影响.分析结果表明,当Re超过临界雷诺数Rec时,同一截面处上下壁面的局部努塞尔数Nu也由对称向非对称转变,上下壁面出现最大局部Nu的位置也不同.

甲烷-空气爆轰波传播的数值模拟

研究了甲烷-空气混合物爆轰波在二维突扩通道中传播的各种复杂行为,结果表明:爆轰波在进入突扩通道的初始阶段有局部向爆燃转变的现象;爆炸波在壁面发生马赫反射形成的高温高压区域将直接驱动自持爆轰波的重新形成。