氢气/空气混合物中的直接起爆：组分梯度与热点条件的影响
流体动力学
2023-01-23 v1
摘要
本文通过二维模拟，结合详细化学反应机理，研究氢气/空气混合物中柱面爆轰的直接起爆，考察热点条件与混合物组分梯度对起爆的影响。首先在均匀混合物中考虑不同的热点压力与组分。发现低热点压力下起爆失败，高热点压力下以超临界区为主。爆轰直接由反应性热点引发，而在非反应性热点之外的某处被点燃。识别出两种胞格发散模式（即突变与渐变）并分析其详细机制。此外，若初始生成大量不规则胞格，则发生胞格合并，促进局部胞格长大。我们还考虑了非均匀可燃混合物。结果表明，在沿径向线性下降的当量比混合物中（即 1 至 0.9、1 至 0.5 与 1 至 0），所起爆的爆轰分别经历自持传播、高度不稳定传播与熄灭。并且，流体力学结构分析显示：对于自持爆轰，流体力学厚度在过驱阶段增大，随胞格生成而减小，最终在胞格发散阶段趋于几乎恒定，其中声速面呈锯齿状；而在爆轰熄灭情形中，流体力学厚度持续增大，且观察不到锯齿状声速面。
引用
@article{arxiv.2301.08363,
title = {Direct detonation initiation in hydrogen/air mixture: effects of compositional gradient and hotspot condition},
author = {Xiongbin Jia and Yong Xu and Hongtao Zheng and Huangwei Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2301.08363},
year = {2023}
}