激波與火焰相互作用發(fā)展過程的數(shù)值模擬.pdf

1、本文主要研究激波與火焰相互作用過程中爆轟的產(chǎn)生問題,課題源于國家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金項(xiàng)目(10802077/A020403)——激波與火焰相互作用與爆燃轉(zhuǎn)爆轟強(qiáng)化機(jī)制的數(shù)值模擬。本文分別對此進(jìn)行了理論研究,模型建立,程序編制和數(shù)值模擬。
　　 理論研究部分介紹了對激波與火焰相互作用起重要作用的三種不穩(wěn)定性現(xiàn)象和成因,Richtmyer-Meshkov不穩(wěn)定性、Kelvin-Helmholtz不穩(wěn)定性和Rayleigh-Tay

2、lor不穩(wěn)定性,尤其是R-M不穩(wěn)定性。分析了斜壓效應(yīng)的產(chǎn)生以及它對渦量和R-M不穩(wěn)定性的發(fā)展影響,推導(dǎo)說明了K-H和R-T聯(lián)合不穩(wěn)定性對流體界面失穩(wěn)的影響,還介紹了界面不穩(wěn)定性的五個(gè)發(fā)展階段,著重討論了界面不穩(wěn)定的非線性發(fā)展階段。
　　 計(jì)算模型是常溫常壓下,在一個(gè)無限長的激波管中,充滿一定化學(xué)當(dāng)量比的氫氣和空氣可燃混合氣,在管道中軸線上有一個(gè)正在燃燒的球形火焰,管道左側(cè)有一入射激波向右傳播,當(dāng)?shù)竭_(dá)火焰面時(shí),激波開始與火焰相互作

3、用。文章還采用了在流場中加入小火焰和障礙物的計(jì)算模型。
　　 本文采用二維非定常帶化學(xué)反應(yīng)的Euler方程作為控制方程,詳細(xì)氫氧9組分20步基元反應(yīng)為化學(xué)反應(yīng)模型,時(shí)空守恒方法為計(jì)算方法。利用FORTRAN語言編制計(jì)算程序,并在曙光PHPC100型高性能計(jì)算機(jī)上運(yùn)行程序。
　　 通過對結(jié)果的研究,找出了爆轟形成關(guān)鍵參數(shù):激波馬赫數(shù)和火焰半徑。馬赫數(shù)為1.4不會發(fā)生爆轟現(xiàn)象;馬赫數(shù)為2.0時(shí),半徑大的火焰可以產(chǎn)生爆轟。馬赫