辛烷、空气混合物爆燃爆震转捩数值模拟.pdfVIP

亡固T程热物堙学会 燃烧学 第+届年会 5 论文编号：014】I 辛烷、空气混合物爆燃爆震转捩的数值模拟+ 闰朝 严传俊： 徐建中。 007： l；国科学阮工程热物理所北京100080：2吾北二业大学航空动刀与热力工程系西贡?l 7 D．et 5 3j37 Tel：【叭0)62 Email：yz—acN26j 摘要坶燃向岸麓{豫(简称D叩)的问题对爆震渡的产生主关重要．是雌震波发i脚F口院中的咳心西越之一e奉 立针对+气态辛甓车『|穹气．昆台物中产生拘燃烧波在—雏封闭空间传播的DDT问题，运用亿学自盟z蕾办基本删论社两步厨亘 填型．在拉格明日质量坐标系中建立酝Ⅲ象的数学表达，吲竭]力学搠朔显式s：d差分格式．化学尉正尉嗣—级 靖度的Ad抓B专，÷开发J’程序cLLDDT，宅成r连i呈的数值模拟，茸与实；筮蠹据进{丁；’对：E，曲吉扦台较好，为岍究辛 烷和窀气是台物中产生层震波的过程提供丁一种日靠的数值方法。 数值模拟实验数据 关键词、爆燃向爆震转扫p(DDT) U ^、 1引言 矶．由】-其良女r的眭能而具有非常光明的军事应_[}j前景．现在在国内外发动机研究领域囊手可热。很 明显，能否成功产生爆震(即爆燃向爆震转捩．简称DDT)对PDE的研究意义重大。 本文以—维、非定常的有粘、导热气体的化学反应模型为基础．建立化学动力学两步机理模型‘。 (感应期和艘热期)，对爆燃、焰峰加速和DDT过程进行了数值摸拟。由于拉格朗日质量坐标有辙} 处理陵触间断的能力．所以计算的基本方程均被转换到该坐}示系中，气体动力学方程采用显式S：F差 分略式．化学反应项使州一级精度的Adams方法。为了观察DDT过程，本文针对不同余气系数条f牛r 气态辛炕和空气的气态混合物产生晌|妻!}毙波在—维封闭空间传播的DDr问题，完成了过程的数值摸拟， 并与实验数据“4”进行了对比分析。 2数学模型 2 l物理模型 在研究气态辛烷、空气混台气在一维封闭空间点火，由爆燃转成爆震的过程时．作虹r假定： l反应装置是一根两端封闭、边界绝热E光滑的圆柱形钢管，管子的抗压强度足够大．旦}∈寰L远大 丁直径d，在管中、初始气黼昆台物自々温度、浓度平L1压力沿径向均匀分布，且不考虑辐日抻4热。 罔象白然f：}学螭金资助J《曰t编’÷：5938602-7．5977600 310 2．初始温度场由两部分组成，即T：r(，)；当0s，s“时．为恒定的高温区域，即点火源 s r=^=corot．当“JJ。(x，；上)时．为—恒定的低温区域，r；咒=conrt。 3．初始浓度场由两部分组成．即y；r(x)；当oE，≤h时，为按一定比例(与“tz≤h段相同) 均匀混台后的c日片．。与空气的燃烧产物；当“c，≤b时，为按—定比率均匀’混A的CBH。。与空气 的混合物。 4．初始混合气密度均匀，p(x)=风=const(0s，￡曲a 分分别用1、2、3、4、5表示。 2．2基本方程 这蜊j两步反应模型，即将反应分成两个阶段．第—阶段为感应期阶段，J吐瑚段的基本特征是 下发生化学反应，不律髓放热积象；第二阶段为破热阶段．此阶段的基本特征是发生化学反应，且伴 随撼i旺m象。根据化学脚荆学理论、二步厕踹疆圾咀E翻牛假定’对于啦j}定常、带啦、 气体导热的化学反应流动问题，控制方程如下： 至．堕型：0 (】)