【摘 要】
：
研究了三个基元反应模型和一个单步总包反应模型的点火延迟时间,并利用这些模型对H2-Air混合气体的胞格爆轰波进行数值模拟,研究了胞格结构的大小以及三波点的传播过程.研究表明,在爆轰波传播过程中,诱导区内压力和温度下气体的点火延迟时间与三波点的运动周期定量一致,体现了激波和燃烧波之间存在的共生竞争过程.点火延迟时间与胞格的大小成正比关系;三波点的运动与化学反应通过时间尺度这一关键参数耦合在一起,爆轰
【机 构】
：
中国科学院力学研究所高温气体动力学国家重点实验室,北京100190
论文部分内容阅读
研究了三个基元反应模型和一个单步总包反应模型的点火延迟时间,并利用这些模型对H2-Air混合气体的胞格爆轰波进行数值模拟,研究了胞格结构的大小以及三波点的传播过程.研究表明,在爆轰波传播过程中,诱导区内压力和温度下气体的点火延迟时间与三波点的运动周期定量一致,体现了激波和燃烧波之间存在的共生竞争过程.点火延迟时间与胞格的大小成正比关系;三波点的运动与化学反应通过时间尺度这一关键参数耦合在一起,爆轰波是依靠诱导区内气体的自点火机制实现自维持传播的.现有物理模型无法准确预测胞格的大小,源于化学动力学对高温高压下的物理机制描述有误.
其他文献
针对高超声速来流条件下悬臂梁燃料喷注过程开展了数值仿真研究.首先,在约束来流条件和全局当量比条件下,对模型几何尺寸和喷注气动参数进行选取.其次,利用商用软件对简化模型流场特性进行数值模拟计算,结果表明:不同喷注角度条件下,喷注角度α=12°为提高掺混效率和降低总压损失的优选方案;不同喷注气动参数条件下,增大对流马赫数Mac,使得近场区域内燃料/空气掺混效率呈下降趋势,在一定程度上降低了燃料/空气发
针对升力体腹部进气高超声速进气道开展了强制转捩装置的设计与加工,并开展了进气道在超声速来流下的起动性能研究.所研究的进气道为二元多波系混压式进气道,由前体外压缩、矩形截面内压缩、隔离段组成,总长度约为450mm,喉道高度10mm,总收缩比为6.0,设计马赫数为Ma6,起动马赫数为Ma4:强制转捩装置采用钻石型颗粒组合,安装位置在进气道的前体中前部;试验通过压力分布和纹影拍摄等判断进气道的自起动能力
液滴在高速气流破碎过程中,初期的变形形态对后期破碎过程及液雾粒径分布有直接的影响.不同来流条件下,液滴背风面存在数量与发展规模各异的环状凸起,使液滴整体呈现出不同的形态.已有研究将其归结为分离流动在液滴表面的压力与剪切共同作用的结果,但其内在机理与随参数变化的规律尚不明晰.本文通过数值模拟方法,对激波诱导气流中液滴背风面的分离形成、发展与稳定的流动细节和过程进行研究,并探讨流动对液滴早期变形的影响
依据激波动力学提出一种新的实验方案,通过开展相关实验,由激波管破膜产生的平面激波生成圆柱面激波并实现圆柱面激波均匀汇聚诱导点火,借助高速纹影、烟迹等实验手段对流场进行观察记录.实验结果显示,对于圆柱面激波汇聚点火,当选取一定汇聚扇角(8°),可以观察到点火在汇聚激波波后一定距离处发生.点火发生后火焰在往汇聚激波运动相反方向传播一段时间后其前缘出现前导激波.在前导激波形成后,横向声学振荡与能量释放同
对不同几何构型下典型二元高超声速进气道的加速起动过程开展了数值仿真,数值模拟结果显示:外压缩部分及唇罩压缩角一定时,不同内收缩比进气道的加速起动过程中流场结构及进气道性能参数变化规律存在较大差异.内收缩比较小的进气道构型,其加速起动过程中进气道性能参数会出现二次阶跃现象.对应的临界起动状态下,分离激波被吞入唇口内部.初步的分析表明:二次阶跃现象与不起动分离包的自持特性有关,分离包的自持特性主要受进
激波与非匀质界面相互作用所产生的斜压效应会导致物质界面发展扭曲,进而形成湍流混合.这种流动形态被称为RM不稳定现象,在惯性核约束聚变,超新星爆炸以及超声速燃烧流动中广泛存在.文章首先通过大涡模拟(LES)的方法数值模拟了前人的实验研究从而验证程序的有效性,对激波和单个气泡相互作用后的流场细节进行分析,得到界面发展的流场特征.其次通过该程序模拟了多个气泡的排列方式对流场结构演化的影响,发现气泡排列方
高超声速环境下的横向喷流多用于高速飞行器飞行控制,是目前航空航天技术人员非常关注的问题之一.本文将采用先进的多尺度流动微观AP-DSMC算法,对不同来流情况下的平板横向喷流问题进行数值模拟.通过对比DSMC算法研究超声速多尺度流场中的局部稀薄气体效应特征,重点关注不同来流努森数对典型横向喷流流动结构(激波位置、分离区大小等)以及物面参数的影响规律.此外AP-DSMC与DSMC在计算效率方面的对比结
本文采用基于激波动力学设计的激波管生成水平柱形汇聚激波,结合肥皂膜技术生成单模界面,通过高速纹影法对柱状汇聚激波冲击下单模轻重(Air/SF6)气体界面的演化进行了研究.通过汇聚激波冲击无扰动气体界面的实验发现汇聚激波作用下界面具有整体减速现象.随后通过汇聚激波冲击正弦扰动界面的研究,证实这种界面整体减速现象会带来Rayleigh-Taylor(RT)效应:在入射激波靠近汇聚尖点时,产生RT稳定性
实验中采用自主设计的新型半环形激波管产生汇聚激波,研究了汇聚激波冲击下正方形和正六边形轻/重(Air/SF6)界面的Richtmyer-Meshkov不稳定性发展过程,利用高速纹影技术得到了柱形汇聚激波与两种不同形状界面相互作用演化的图像,对实验结果进行了定量分析.研究发现,初始界面振幅的不同导致界面演化出现较明显的差异,振幅变化率也有所区别.在反射波与界而二次作用之前,发现了明显的RT稳定性现象
针对前体对内转式进气道性能影响机理研究的不足,采用CFD研究了平板、凹形曲面和凸形曲面三种前体对矩形入口转圆形出口的内转式进气道性能的影响.结果表明:由于前体三维效应影响区域内的气流撞击进气道侧板,形成扫掠进气道底板的扫掠激波,导致进气道外压缩段弯曲激波发生畸变.平板前体构型的进气道性能参数介于凸形和凹形前体构型之间,而凹形前体性能参数最优.