CH4-O2-N2预混气体爆炸二维数值模拟

李成兵 吴国栋 经福谦

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CH4-O2-N2预混气体爆炸二维数值模拟

    通讯作者: 吴国栋; 

Two-Dimensional Numerical Simulation of Explosion for Premixed CH4-O2-N2 Mixture

    Corresponding author: WU Guo-Dong
  • 摘要: 利用CFD软件,基于ISAT算法和简化的甲烷氧化基元反应模型,建立了CH4-O2-N2预混气体的二维湍流爆炸模型。数值计算结果表明,该模型较好地模拟了CH4-O2-N2预混气体在高温气团作用下的点火、燃烧和爆炸过程。计算中,考察了高温点火气团的初始温度和混合气体初始组分对CH4-O2-N2预混气体燃烧和爆炸过程的影响。结果表明:高温气团的初始温度对CH4-O2-N2预混气体的点火延迟时间和燃烧初始阶段有重要影响,但对CJ爆燃没有影响;惰性气体N2的加入,降低了混合气体的反应活性,导致点火延迟时间增大,燃烧反应速度、爆炸超压和重要自由基浓度都随之减小。相同条件下爆炸超压峰值的计算结果与实验测量结果符合较好。
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出版历程
  • 收稿日期:  2008-12-08
  • 录用日期:  2009-02-18
  • 刊出日期:  2009-10-15

CH4-O2-N2预混气体爆炸二维数值模拟

    通讯作者: 吴国栋; 
  • 1. 中国工程物理研究院流体物理研究所冲击波物理与爆轰物理国防科技重点实验室,四川绵阳 621900

摘要: 利用CFD软件,基于ISAT算法和简化的甲烷氧化基元反应模型,建立了CH4-O2-N2预混气体的二维湍流爆炸模型。数值计算结果表明,该模型较好地模拟了CH4-O2-N2预混气体在高温气团作用下的点火、燃烧和爆炸过程。计算中,考察了高温点火气团的初始温度和混合气体初始组分对CH4-O2-N2预混气体燃烧和爆炸过程的影响。结果表明:高温气团的初始温度对CH4-O2-N2预混气体的点火延迟时间和燃烧初始阶段有重要影响,但对CJ爆燃没有影响;惰性气体N2的加入,降低了混合气体的反应活性,导致点火延迟时间增大,燃烧反应速度、爆炸超压和重要自由基浓度都随之减小。相同条件下爆炸超压峰值的计算结果与实验测量结果符合较好。

English Abstract

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