使用三维WENO格式模拟矩形管道中的爆轰波传播

本文采用五阶加权本质非振荡格式结合三阶TVD龙格-库塔时间步进方法进行高分辨率模拟，以研究方形管道中爆轰波阵面的特征和物理机制。模拟表明，二维和三维爆轰波阵面的形成因横波的存在而大大增强。横波的运动产生三波点（高压和大速度耦合在一起的区域），导致爆轰波阵面局部过驱，从而形成“热点”。这些热点的横向运动维持了爆轰在二维和三维中沿整个波阵面持续发生。本模拟表明，横波对爆轰的影响在三维中更为显著，准稳态爆轰波阵面的模式也取决于管道尺寸。对于窄管道（4L×4L，其中L为半反应长度），爆轰波阵面表现出围绕轴向的独特“旋转”运动，具有明确的周期。对于较宽的管道（20L×20L），爆轰波阵面周期性地呈现“矩形模式”，波阵面依次呈现“凸”和“凹”形状，且四个壁面上的横波彼此部分异相。