可压缩湍流热力学涨落引发的爆轰起爆

理论与计算已确立，活性气体混合物中由热点产生的热力学梯度可导致自发爆轰起爆。然而，当前用于爆轰起爆的温度梯度机制的层流理论局限于理想化的物理构型。因此，它仅能预测静止气体中爆轰的起始条件，即孤立热点的形成时间短于气体的化学和声学时间尺度。本工作中，我们将层流温度梯度机制扩展为一个统计模型，用于预测经历可压缩各向同性湍流涨落的自动着火气体的可爆轰性。可压缩湍流形成非单调的温度场，具有紧密间隔的局部极小和极大，并在包括远大于化学和声学时间尺度在内的一系列时间尺度上演化。我们通过预混氢-空气反应物中可压缩各向同性湍流的直接数值模拟，在多种条件下检验了该适应性统计模型的效用。我们发现有强力但非结论性的证据表明，该模型能够预测由湍流诱导热力学梯度引起的自动着火气体的可爆轰程度。