爆轰波是以超声速传播的燃烧波,其锋面由前导激波和化学反应区两部分组成,因其具有热效率高、传播速度快以及产生的推力强等优点得到了广阔的应用。爆轰波的反射、衍射现象是研究爆轰波传播的基本问题,当爆轰波在含有障碍物或多孔介质的复杂管道和变截面管道中传播时反射和衍射现象更为明显,亦更重要。相关的研究成果有理论和实际应用的双重价值,例如可燃气体爆炸的预防机制和航空航天领域推进系统的设计技术。基于Open FOAM平台开发的求解器DCRFoam（density-based compressible reactive flow solver）作为计算工具,本文实现了对爆轰波反射、衍射现象以及后续重新起爆过程的数值模拟,并对比研究了不同尺寸、形状、位置的障碍物对不同类型爆轰波（大胞格爆轰波,小胞格爆轰波和衍射爆轰波）衍射及重新起爆的影响。本文主要的工作内容如下:（1）对基于Open FOAM平台开发的求解器DCRFoam的求解结果进行验证分析。结果表明,该求解器在初始温度298 K、初始压力6670 Pa的工况下计算所得2H2-O2-7Ar爆轰波胞格尺寸的纵横比与Oran等人的结果相差仅1.4%,计算所得爆轰波与Eckett等人的实验结果相差仅0.8%,与相同工况下GASEQ计算出的CJ爆轰速度相差仅3.4%,且模拟过程中能够清晰地显示出各时刻下的波系结构,因此使用该求解器模拟爆轰波的反射、衍射现象和重新起爆过程是可靠的。（2）对于70%AR稀释的H2/O2混合物,明确了大胞格爆轰波的形成条件,通过模拟分析获得了障碍物尺寸、位置和形状对爆轰波反射、衍射及重新起爆的影响规律。研究结果表明,该燃料在当量比为1,初始温度298 K、初始压力6670 Pa的工况下能形成大胞格爆轰波。随着圆柱形障碍物尺寸不断增大,大胞格爆轰波在衍射过程中出现的三波点数量上会有所差异,障碍物尺寸较小时,会同时存在四个三波点,而当障碍物尺寸较大时仅会同时存在两个三波点。大胞格爆轰波的重新起爆距离随障碍物尺寸的变大而变长。在相同尺寸的圆柱形障碍物作用下,当障碍物位置改变时,大胞格爆轰波在衍射过程中的变化相似,但反射过程中的三波点数量会不同,当以胞格前半段撞击障碍物时会有四个三波点同时存在;以胞格后半段撞击障碍物更有利于爆轰波的重新起爆,其重新起爆距离缩短17.1%。对于圆柱形、正方形、三角形和倒三角形这四种不同形状的障碍物,采用圆柱形障碍物时大胞格爆轰波重新起爆距离最短,在三角形障碍物的作用下,爆轰波重新起爆的距离约为圆柱形障碍物下的2.043倍,而在倒三角形和正方形障碍物下则无法重新起爆,倒三角形和正方形障碍物对爆轰波的抑制效果较为明显。（3）对于不稀释的当量比为1的H2/O2混合物,明确了小胞格爆轰波的形成条件,该燃料在初始温度298 K、初始压力6670 Pa的工况下能形成小胞格爆轰波,通过模拟分析了不同大小和形状的障碍物对小胞格爆轰波爆轰特性的影响规律。研究表明:随着圆柱形障碍物尺寸的增加,小胞格爆轰波在障碍物表面反射形成的马赫激波在发展过程会存在差异,当障碍物尺寸较小时,爆轰波在障碍物表面反射形成的马赫激波并不会与管道上下壁面发生碰撞,而是在后续传播过程中与入射激波融合在一起。小胞格爆轰波的重新起爆距离和重新起爆后爆轰波的胞格尺寸会随着障碍物尺寸的增加而增加,而重新起爆后爆轰波传播速度随着障碍物尺寸的增加会降低;在高度均为20 mm的不同形状的障碍物作用下,圆柱形障碍物更有利于爆轰波的重新起爆,表现为:圆柱形障碍物作用下爆轰波重新起爆距离最短（10.8 mm）,而正方形障碍物作用下爆轰波重新起爆距离最长（17.1 mm）。由于小胞格爆轰波的强度要强于大胞格爆轰波,因此在相同的障碍物条件下,小胞格爆轰波的重新起爆距离要短于大胞格爆轰波的重新起爆距离,在r=3 mm的圆柱形障碍物作用下,重新起爆距离缩短最明显约为27.3%,其次小胞格爆轰波的解耦角要大于大胞格爆轰波的解耦角,即同等条件下小胞格爆轰波比大胞格爆轰波更容易实现重新起爆。小胞格和大胞格爆轰波的重新起爆机制相似,但在小胞格爆轰波重新起爆过程中,能够清晰地观察到横向爆轰波的运动轨迹。（4）对于70%AR稀释的H2/O2混合物,明确了衍射爆轰波的形成条件,该燃料在初始温度298 K、初始压力20 k Pa的工况下形成的爆轰波传播通过截面突扩的管道时会受到稀疏效应发生衍射导致爆轰波失效,形成衍射爆轰波。通过模拟分析障碍物高度h和障碍物距截面突变处的距离w对衍射爆轰波重新起爆的影响规律。研究结果表明:在变截面管道中增设障碍物是实现重新起爆的一种行之有效的方法,但对障碍物的高度h和距截面突变处的距离w要求较高。当10 mm≤h≤30 mm,10 mm≤w≤50 mm时,w和h满足关系式h=0.00239w~2+0.38038w+10.95694和关系式h=15.31311w~2-1342.52507w+29435.20137。对于坐标（w,h）,当15.31311w~2-1342.52507w+29435.20137≤h≤0.00239w~2+0.38038w+10.95694时,能够实现衍射爆轰波的重新起爆;反之,衍射爆轰波则无法重新起爆。当w=20 mm,10 mm≤h≤30 mm时,形成稳定爆轰距离随着h的增加呈现先减小后增大的趋势,且h=15 mm时,衍射爆轰波重新起爆并形成稳定爆轰的距离最短,为181.21 mm。当h=20 mm,5mm≤w≤50 mm时,形成稳定爆轰距离w的增加也呈现出先减小后增大的趋势,且w=25 mm时,形成稳定爆轰距离最短,为182.51 mm。