燃烧转爆轰PPT课件.pptVIP

燃烧转爆轰的发展过程 1. 弱点火 2. 火焰失稳 3. 湍流猝发 4. 火焰加速(湍流燃烧) 5. 诱导激波(爆炸, Deflagration) 自爆炸 (不能仅靠加速火焰， 需要湍流的作用） 7. 爆炸放大(SWACER) 8. 形成爆轰 燃烧转爆轰过程的重要环节 1. 能量传递方式：热传导— 对流，膨胀—激波—激波碰撞 2. 点火机理：热传导点火—激波诱导，局部能量集聚—激波、燃烧耦合 3. 火焰传播速度：燃烧速率—湍流扩散速率—激波强度 4. 扰动传播特性：压音速—跨音速—超音速—高超音速 5. 粘性流动特性：低耗散—高耗散—低耗散 层流— 湍流—局部拟序湍流 有序—无序—有序 （确定— 随机— 确定） 6. 流动稳定性： 稳定—失稳—稳定（自持） 因此，阐述燃烧诱导爆炸过程：需准确描述该过程包含的所有细节，掌握 各环节能否发生的判据及其发生机制，其间涉及的许多问题，如湍流和湍 流燃烧，迄今尚未解决，还有待发展和完善. 3. 燃烧转爆轰的数值方法 Euler方程双反应模型 (Two step induction parameter model) Induction time 通过调整诱导时间改变火焰传播速度， 的选择有随意性 2. 基于 的湍流燃烧旋涡破碎模型 (Eddy Break-Up) Arrhenius定律缺少DDT所需的火焰加速机制 由湍流决定火焰传播速度，缺陷：不能识别反应系统 3.Oran关于DDT的计算 基于Arrhenius定律, Euler或 N-S方程 采用高分辨率的计算格式(adaptive mesh refinement AMR) 计算激波-火焰相互作用导致的DDT (缺陷：初始时刻就存在激波；火焰失稳后，成为火焰褶皱模式) 5. 小结 燃烧转爆轰的过程是一个非常复杂的过程，几乎涉及到气体动力学和燃烧学所涵盖的方方面面。 燃烧转爆轰的数学描述基本是完善的。 燃烧转爆轰的研究，（局部的角度，局部的内容）正在不断取得进展。 全局性的，可以涉及其本质的燃烧转爆轰的基本描述（理论和数值研究），尚存在困难。 谢谢 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 可压缩流1. 模型 引进Favre平均 基本方程 对方程进行分解和模化 2. 大渦模拟 Favre滤波 基本方程 其中 滤波后方程 其中 Subgrid Closure Neglected，无反应系统 1. Smagorinsk eddy viscosity model 2.Subgrid kinetic energy model 被动反应标量方程 其中 常采用Arrhenius方程， ， 包含键能 （生成焓）与 有关。 ●湍流燃烧模型 1.湍流燃烧模式面临的困难 利用Favre平均，对反应标量方程进行分解 第三项为反应源项，含指数项 。令 于是 通常， ，而指数运算又使该值放大，因此，该项对 反应速率的影响不可忽略 如果将其展开成一系列小量的和，在取平均值时会出现大量高阶矩， 这将导致模化的困难。总之，用Arrhenius 公式描述反应源项的直接 模化是困难的。 湍流燃烧问题非常复杂，湍流燃烧模型既需要考虑化学反应动力学机理， 也需考虑湍存在于流脉动和化学反应之间强烈的非线性耦合。 由于反应源项仅出现在组元守恒方程中，而组元守恒方程是被动的，因此， 在处理湍流问题时，可将N-S方程与组元守恒方程分开处理。与N-S方程相 关的各种湍流模型仍然适用。这里，只需研究针对组元守恒方程的湍流燃烧 的模型。 2.湍流火焰分类 特征尺度 最小渦尺度（Kolmogorov microscale) ； 最大渦尺度 ； 层流火焰厚度 ； 反应区厚度 。 特征时间 反应特征时间 ； 流动特征时间 。 丹姆克尔（Damkoler) 数 快速反应， ，反之，反应速度慢时， 三类湍流燃烧模式 1） Wr