氢气-空气混合物中瞬态爆轰过程的二维数值模拟

董刚 范宝春 谢波

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氢气-空气混合物中瞬态爆轰过程的二维数值模拟

    通讯作者: 董刚; 

Two-Dimensional Simulation of Transient Detonation Process for H2-O2-N2 Mixture

    Corresponding author: DONG Gang
  • 摘要: 对高温火团引发的氢气-空气混合气的瞬态爆轰过程进行了二维数值模拟,考虑了H2-O2-N2的详细化学反应动力学机理,该机理包含了19个基元反应和9种组分。采用分裂格式处理带化学反应的Euler方程,其中使用全耦合的TVD格式求解流场,使用基于Gear算法的微分方程解法器求解化学反应过程。计算结果表明:在H2∶O2∶N2=0.4∶0.4∶0.2(摩尔比)的混合气中,高温气团初始温度为T/T0=5.3时可诱导爆轰,爆轰波以2 300 m/s的速度传播,同时爆轰波阵面在管壁会形成反射波。还对计算的爆轰波后组分的浓度和温度进行了讨论,为理解爆轰波后结构提供信息。
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出版历程
  • 收稿日期:  2003-05-06
  • 录用日期:  2003-07-21
  • 刊出日期:  2004-03-05

氢气-空气混合物中瞬态爆轰过程的二维数值模拟

    通讯作者: 董刚; 
  • 1. 南京理工大学动力工程学院,江苏南京 210094

摘要: 对高温火团引发的氢气-空气混合气的瞬态爆轰过程进行了二维数值模拟,考虑了H2-O2-N2的详细化学反应动力学机理,该机理包含了19个基元反应和9种组分。采用分裂格式处理带化学反应的Euler方程,其中使用全耦合的TVD格式求解流场,使用基于Gear算法的微分方程解法器求解化学反应过程。计算结果表明:在H2∶O2∶N2=0.4∶0.4∶0.2(摩尔比)的混合气中,高温气团初始温度为T/T0=5.3时可诱导爆轰,爆轰波以2 300 m/s的速度传播,同时爆轰波阵面在管壁会形成反射波。还对计算的爆轰波后组分的浓度和温度进行了讨论,为理解爆轰波后结构提供信息。

English Abstract

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