×

具有恒定平均流量发散的引爆动力学。 (英语) Zbl 1404.76156号

小结:引入指数喇叭几何形状,以建立具有恒定平均横向质量发散的细胞起爆,以低于Chapman-Jouguet值的准静态速度传播。实验在\(2\text中进行{C} _2\文本{H} _2+5\text页{O} _2+21\text{Ar}\)和\(\text{C} _3个\文本{H} _8个+5\text页{O} _2\). 还对弱不稳定细胞引爆进行了数值模拟,以测试指数喇叭几何形状的有效性。实验和模拟表明,这种准静态起爆是可以实现的,因此我们可以毫不含糊地获得胞状起爆的爆速与平均侧向流发散度之间的关系。将实验获得的速度(D)对散度(K)的依赖性与利用混合物的实际热化学数据获得的具有侧向流动散度的稳态起爆预测进行了比较。对于\(2\text{C} _2\文本{H} _2+5\text页{O} 2个+21\text{Ar}系统,实验结果与稳态波预测结果基本一致,特别是对于导致失效的临界散度。对这些爆炸中反应区结构的观察表明,所有气体的反应都非常靠近前方,因为横波是反应性的。在更不稳定的引爆中获得的实验{C} _3个\文本{H} _8个+5\text页{O} _2\)显示了实验推导的D(K)曲线与稳态波传播预测之间的显著差异。后者被发现严重低估了细胞引爆的可解除性。这种混合物中的横波被发现是非反应性的,因此可以脱落非反应性气泡,这些气泡通过表面的湍流火焰燃烧。人们认为,在这类细胞结构中,实验与无粘模型之间的巨大差异是由于扩散过程在非反应腔烧毁中的重要性。描述细胞起爆宏观动力学的全球一步化学模型的经验调整表明,有效活化能在中降低了14%{C} _2\文本{H} _2+5\text页{O} _2+21\text{Ar})和54%{C} _3个\文本{H} _8个+5\text页{O} _2\)系统。这证实了先前的观察结果,即高度不稳定引爆中的扩散过程有助于降低爆轰波阵面所处理气体的热点火特性。

MSC公司:

76升05 流体力学中的冲击波和爆炸波

软件:

坎特拉
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用

参考文献:

[1] Austin,J.2003《不稳定性在气体爆轰中的作用》。加州理工学院博士论文,加利福尼亚州帕萨迪纳。
[2] Bdzil,J.B。;Stewart,D.S.,《爆炸系统中的爆炸动力学》,年。流体力学版次。,39, 263-292, (2007) ·Zbl 1296.76076号 ·doi:10.1146/annurev.fluid.38.050304.092049
[3] Bhattacharjee,R.2013猝灭爆轰马赫反射后爆轰再激发机制的实验研究。安大略省渥太华市渥太华大学机械工程系硕士论文。
[4] 布兰夸特,G.2018 CaltechMech。加利福尼亚理工学院(http://www.offorce.caltech.edu/caltechmech/index.html).
[5] Borzou,B.2016细胞结构对恒定质量发散引爆动力学的影响。安大略省渥太华市渥太华大学博士论文。
[6] 卡马戈,A。;Ng,H.D。;Chao,J。;Lee,J.H.S.,小直径管中近极限气体爆炸的传播,冲击波,20499-508,(2010)·Zbl 1272.76006号 ·doi:10.1007/s00193-010-0253-3
[7] Chao,J。;Ng,H.D。;Lee,J.H.S.,薄环形通道中的可爆性极限,Proc。库布斯特。研究所,32,2349-2354,(2009)·doi:10.1016/j.proc.2008.05.090
[8] Chinnayya,A。;哈贾德,A。;Ngomo,D.,窄通道中爆轰波传播的计算研究,物理学。流体,25,(2013)·Zbl 1245.76043号 ·doi:10.1063/1.4792708
[9] Dennis,K。;Maley,L。;梁,Z。;Radulescu,M.I.,《氢爆炸现象中大规模阴影成像的实现》,国际水文杂志。能源,39,21,11346-11353,(2014)·doi:10.1016/j.ijhydene.2014.05.002
[10] Dupré,G.,Péraldi,O.,Joannon,J.,Lee,J.H.S.&Knystautas,R.1991圆管爆轰极限准则。《引爆与爆炸动力学:引爆》(Kuhl,A.等人编),第156-169页。美国航空航天学会。
[11] Falle,S.A.E.G.和Giddings,J.R.1993使用自适应笛卡尔网格进行人体捕捉。《流体动力学数值方法IV》,第337-343页。牛津大学出版社·Zbl 0800.76371号
[12] Falle,S.A.E.G.,《自相似喷气机》,周一。不是。R.阿斯顿。《社会学杂志》,250,581-596,(1991)·doi:10.1093/nras 2503.581
[13] Fay,J.A.,《二维气体起爆:速度缺陷》,《物理学》。流体,2283-289,(1959)·Zbl 0089.43702号 ·doi:10.1063/1.1705924
[14] Fickett,W。;Davis,W.C.,《爆炸理论与实验》(1979),多佛
[15] 加梅佐,V.N。;Desbordes,D。;Oran,E.S.,《二维细胞起爆的形成和演化》,库布斯特。火焰,116154-165,(1999)·doi:10.1016/S0010-2180(98)00031-5
[16] 加梅佐,V.N。;瓦西尔·埃夫,A.A。;Khokhlov,A.M。;Oran,E.S.,边缘引爆产生的精细细胞结构,Proc。库布斯特。研究所,28,611-617,(2000)·doi:10.1016/S0082-0784(00)80261-1
[17] 高,Y。;张,B。;Ng,H.D。;Lee,J.H.S.,《氢-氧-氩混合物爆轰极限的实验研究》,国际J.Hydrog出版社。能源,41,146076-6083,(2016)·doi:10.1016/j.ijhydene.2016.02.130
[18] Goodwin,D.G.、Moffat,H.K.和Speth,R.L.2017 Cantera:面向对象的化学动力学、热力学和传输过程软件工具包。网址:http://www.cantera.org2.3.0版。
[19] Han,W.H。;黄,J。;杜,N。;刘振国。;Kong,W.J。;Wang,C.,细胞不稳定性对圆柱形起爆的影响,Chin。物理学。莱特。,34, 5, (2017)
[20] 汉,W.H。;Kong,W.J。;高,Y。;Law,C.K.,《整体曲率对弱不稳定柱状起爆结构和传播的作用》,《流体力学杂志》。,813, 5, 458-481, (2017) ·Zbl 1383.76322号 ·doi:10.1017/jfm.2016.873
[21] He,L.T。;Clavin,P.,《关于能源直接引发气体引爆》,J.Fluid Mech。,277, 227-284, (1994) ·Zbl 0875.76665号 ·doi:10.1017/S0022112094002740
[22] Kao,S.2008具有可逆动力学的爆震稳定性。加州理工学院博士论文,加利福尼亚州帕萨迪纳。
[23] Kao,S.&Shepherd,J.E.2008控制容积爆炸和ZND爆轰结构的数值解方法。GALCIT代表。FM2006.007。加利福尼亚州帕萨迪纳加利福尼亚理工学院。
[24] 卡西莫夫,A.R。;Stewart,D.S.,自持起爆的演化和失效的渐近理论,流体力学杂志。,525, 161-192, (2005) ·Zbl 1065.76129号 ·doi:10.1017/S0022112004002599
[25] Klein,R.、Krok,J.C.和Shepherd,J.E.1995弯曲准静态起爆:渐近分析和详细的化学动力学。GALCIT代表。FM 95-04。加利福尼亚州帕萨迪纳加利福尼亚理工学院。
[26] Lee,J.H.S.,《爆炸现象》(2008),剑桥大学出版社·doi:10.1017/CBO9780511754708
[27] 麦克斯韦,B。;巴塔查吉,R。;Lau-Chapdeline,S。;Falle,S。;夏普,G.J。;Radulescu,M.I.,湍流波动对爆轰传播的影响,《流体力学杂志》。,818, 646-696, (2017) ·Zbl 1383.76210号 ·doi:10.1017/jfm.2017.145
[28] Mazaheri,K。;马穆迪,Y。;Sabzpooshani,M。;Radulescu,M.I.,多孔壁通道中气体爆炸传播机制的实验和数值研究,Combust。火焰,1622638-2659,(2015)·doi:10.1016/j.combustflame.2015.03.015
[29] Mcbride,B.J.和Gordon,S.1996复杂化学平衡组分计算的计算机程序。技术代表。E-8017-1,美国国家航空航天局报告,华盛顿特区。
[30] Moen,I.O。;多纳托,M。;Knystautas,R。;Lee,J.H.S.,《禁闭对接近可排爆极限的爆炸传播的影响》,Proc。库布斯特。研究所,18,1615-1622,(1981)·doi:10.1016/S0082-0784(81)80165-8
[31] Radulescu,M.I.2003《气体爆炸的传播和失效机制:多孔管中的实验》。博士论文,机械工程系,麦吉尔大学,蒙特利尔,QC。
[32] Radulescu,M.I.2017爆轰结构的一维流体动力学模型对预测爆轰动力学参数的有用性。扩展摘要1140。第26届爆炸和反应系统动力学国际学术讨论会论文集,马萨诸塞州波士顿,爆炸和反应体系动力学研究所。
[33] 拉杜列斯库,M.I。;Lee,J.H.S.,《气体引爆的失效机制:多孔壁管实验》,库布斯特。火焰,131,29-46,(2002)·doi:10.1016/S0010-2180(02)00390-5
[34] Radulescu,M.I.,Sharpe,G.J.&Law,C.K.2007a细胞不稳定性对弱不稳定起爆起爆的影响。在法国普瓦捷举行的第21届爆炸动力学和反应系统国际学术讨论会会议记录中。爆炸和反应系统动力学研究所。
[35] 拉杜列斯库,M.I。;夏普,G.J。;法律,C.K。;Lee,J.H.S.,《不稳定细胞起爆的水动力结构》,J.流体力学。,580, 31-81, (2007) ·Zbl 1113.76007号 ·doi:10.1017/S0022112007005046
[36] Reynaud,M。;弗罗特。;Chinnayya,A.,《气体起爆与可压缩层相互作用的计算研究》,Phys。流体,29,5,(2017)·doi:10.1063/1.4982659
[37] Richtmyer,R.D.博士。;Morton,K.W.,初值问题的差分方法,(1967),跨学科出版社·Zbl 0155.47502号
[38] 罗米克,C.M。;Aslam,T.D。;鲍尔斯,J.M.,《扩散对非定常起爆动力学的影响》,J.流体力学。,699, 453-464, (2012) ·Zbl 1248.76150号 ·doi:10.1017/jfm.2012.121
[39] 夏普,G.J。;Quirk,J.J.,理想爆轰模型的非线性细胞动力学:规则细胞,Combust。西奥。型号。,12, 1, 1-21, (2008) ·Zbl 1132.80323号 ·doi:10.1080/13647830701335749
[40] Shepherd,J.E.,《气体中的爆炸》,Proc。库布斯特。研究所,32,83-98,(2009)·doi:10.1016/j.proci.2008.006
[41] 肖特,M。;Bdzil,J.B.,具有链支动力学的稳定曲线起爆传播规律,流体力学杂志。,479, 39-64, (2003) ·Zbl 1163.76448号 ·doi:10.1017/S0022112002003300
[42] Subbotin,V.A.,《多面起爆中的两种横波结构》,库布斯特。爆炸。激波,1183-88,(1976)·doi:10.1007/BF00742862
[43] Van Leer,B.,《走向最终保守差分格式》。第三部分理想可压缩流的以上游为中心的有限差分格式,J.Compute。物理。,23, 263-275, (1977) ·兹比尔0339.76039 ·doi:10.1016/0021-9991(77)90094-8
[44] Wang,H.,You,X.,Joshi,A.V.,Davis,S.G.,Laskin,A.,Egolfopoulos,F.&Law,C.K.2007 USC Mech版本II:H2/CO/C1-C4化合物的高温燃烧生成模型(http://ignis.usc.edu/Mechanisms/usc-Mech-II.htm).
[45] Whitham,G.B.,线性和非线性波,(1974),威利·Zbl 0373.76001号
[46] 威廉姆斯,F.A.,燃烧理论,(1985),本杰明/卡明斯
[47] Williams,F.A.2014燃烧应用的化学动力学机制。圣地亚哥机制网页,加州大学圣地亚哥分校机械和航空航天工程(燃烧研究)(http://bursion.ucsd.edu).
[48] 伍德,W.W。;Kirkwood,J.G.,《凝聚炸药中的直径效应:爆轰波的速度和曲率半径之间的关系》,J.Chem。物理。,22, 11, 1920-1924, (1954) ·doi:10.1063/1.1739940
[49] 伍德,W.W。;Kirkwood,J.G.,《反应和松弛流体的流体动力学》,J.Appl。物理。,28, 395-398, (1957) ·Zbl 0077.38605 ·doi:10.1063/1.1722761
[50] 姚明,J。;Stewart,D.S.,《关于大活化能材料的正常爆轰冲击速度-曲率关系》,Combust。火焰,100519-528,(1995)·doi:10.1016/0010-2180(94)00144-H
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。