化学时间尺度对爆轰收敛性的影响
流体动力学
2025-01-08 v2
摘要
含爆轰流动的数值模拟已成为设计下一代动力与推进装置的关键工具。随着这些工具的成熟，燃烧学界在模拟爆轰时正确理解和隔离网格分辨率效应至关重要。为此，本文对非稳态爆轰模拟的数值收敛性进行了全面分析，重点是在算子分裂的背景下隔离化学时间尺度修改对收敛特性的影响。借助基于自适应网格细化的流动求解器，使用两种动力学构型进行收敛性分析：(1) 简化的三步模型机理，其中通过调整活化能来修改爆轰中的化学时间尺度；(2) 详细的氢机理，其中通过环境压力修改来调整化学时间尺度。然后，使用这些机理，参考稳态理论基线解，分析一维通道中非稳态自持爆轰的收敛性。分析的目标是详细比较网格分辨率对宏观量（峰值压力和爆轰波速度）和微观量（爆轰波结构）的影响，建立与稳态基线解的偏差和最小化学时间尺度之间的联系。这项工作揭示了依赖于分辨率的非稳态爆轰状态，并强调了化学时间尺度以及化学时间尺度与诱导时间之比在爆轰波结构中对模拟收敛特性所起的重要作用。
引用
@article{arxiv.2406.08631,
title = {Chemical Timescale Effects on Detonation Convergence},
author = {Shivam Barwey and Michael Ullman and Ral Bielawski and Venkat Raman},
journal= {arXiv preprint arXiv:2406.08631},
year = {2025}
}