胞状火焰与激波正面对撞后的变形动力学：反应式 Richtmyer-Meshkov 不稳定性

激波-火焰相互作用是许多燃烧应用中的基本问题，从火焰加速到超声速推进应用中的火焰控制。本文旨在量化由相互作用引起的火焰面变形率与燃烧速度，并阐明潜在机制。我们在 Hele-Shaw 激波管构型中实验、数值与理论地研究了单激波与胞状火焰的相互作用。选用亚大气压下的化学计量氢-空气混合气，以便隔离大尺度胞体并在相互作用后精确研究其变形。在入射激波通过及沿火焰面的涡量沉积之后，火焰尖点被压平并反向卷入已燃气体。反向火焰随后经历四个阶段。在远小于特征火焰燃烧时间的时段，火焰前锋作为惰性界面因 Richtmyer-Meshkov 不稳定性而变形，非线性效应变得显著。在与层流火焰时间相仿的时段，化学能释放引起的膨胀放大了 Richtmyer-Meshkov 不稳定性的增长率。该阶段因所得火焰漏斗的横向烧尽而骤然终止，随后是较长的前锋重新调整至在火焰胞状时间尺度上演化的新胞状火焰。所提火焰演化模型可预测任意低于激波诱导自燃点的激波强度及单位 Lewis 数火焰在二维下的火焰几何与燃烧率演化。