Дмитрий владимирович воронин - umotnas.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
страница 1
Похожие работы
Дмитрий владимирович воронин - страница №1/1

стр. 79-88

УДК 534.222



Об инициировании газовой детонации в гладкой трубе
ДМИТРИЙ ВЛАДИМИРОВИЧ ВОРОНИН
Новосибирский государственный технический университет, 630090, г. Новосибирск, пр.К.Маркса, 20, доктор физико-математических наук, профессор кафедры газодинамических импульсных устройств Новосибирского государственного технического университета; Институт гидродинамики им. М.А.Лаврентьева СО РАН, 630090, г. Новосибирск, пр.Лаврентьева, 15, старший научный сотрудник Института гидродинамики им. М.А.Лаврентьева СО РАН, тел. (383)333-26-06, e-mail: voron@hydro.nsc.ru

В работе проведено численное моделирование газовой детонации вдородокислородной смеси в трубе. Модель течения построена на основе законов сохранения массы, импульса и энергии для плоского двумерного течения с использованием двухстадийной модели кинетики химических реакций. Течение реакций описывалось уравнением для средней молекулярной массы газовой смеси. Показано также, что вследствие воспламенения газа в маховской волне у стенок канала при значениях энергии инициирования близким к критическим в канале устанавливается пульсирующий детонационный режим с большой амплитудой колебаний скорости ДВ. Преобразование такого режима в самоподдерживающийся с ячеистой структурой происходит, если минимальная скорость УВ превышает 1300 м/с.


Ключевые слова: детонация, численное моделирование, период индукции, энергии инициирования, кинетика.

On the initiation of gas detonation in a smooth tube

D. V. VORONIN

Novosibirsk state technical university, 630090, Novosibirsk, pr.K.Marksa, 20, doctor of physical and mathematical sciences, professor of department of the gas dynamical impulse devices of the Novosibirsk state technical university; Lavrentyev Institute of Hydrodynamics, 630090, Novosibirsk, pr. Lavrentieva, 15, senior researcher of Lavrentyev Institute of Hydrodynamics; Ph.: (383)333-26-06, e-mail: voron@hydro.nsc.ru;

Numerical simulation of a gas detonation of hydrogen-oxygen mixture in a tube is carried out. The model is based on the basis of the conservation laws of mass, pulse and energy for plane two-dimensional flow using two-stage model of chemical reactions. The reactive flow was described by the equation for average molecular mass of a gas mix. It was found that at initiation energy close to critical values, the pulsing detonation mode with the large amplitude of wave velocity fluctuations is established. The transformation of such mode in self-supported wave with cellular structure occurs, if the minimal detonation wave velocity exceeds 1300 m/s.



Key words: a detonation, numerical modeling, period of an induction, energy of initiation, kinetics.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

[1] Васильев A.A., Mитрофанов В.В., Топчиян M.E. Детонационные волны в газах // Физика горения и взрыва. 1987, т. 23, № 5. С. 109   131.

[2] Зельдович Я.Б., Когарко С.М., Симонов Н.Н. Экспериментальное исследование сферической газовой детонации // Журнал техн. физики, 1956, т. 26, № 8, с. 1744 – 1766.

[3] Bach C.G., Knystautas N., Lee J.H. Initiation criteria for diverging gaseous detonations // Proc. 13-th Symp. (Int.) on Combustion. Pittsburg, 1971. P. 1097 – 1110.

[4] Lee J.H., Ramamurthi K. On the concept of the critical size of a detonation kernel // Combustion and Flame, 1976, v. 27, № 3, с. 331 – 340.

[5] Левин В.А. Распространение ударных и детонационных волн в горючей смеси газов. Дис. … .д.ф.-м.н. – Москва, 1975, 276 с.

[6] Васильев А.А., Николаев Ю.А., Ульяницкий В.Ю. Критическая энергия инициирования многофронтовой детонации // Физика горения и взрыва. 1979. Т. 15. № 6. С. 94 – 104.

[7] Борисов А.А., Заманский В.М., Лисянский В.В., Скачков Г.И., Трошин К.Я. Оценка критических энергий инициирования газовых смесей по задержкам воспламенения // Химическая физика, 1986, т. 5, № 12. С. 1683 – 1689.

[8] Левин B.А., Марков B.B. Возникновение детонации при концентрированном подводе энергии // Физика горения и взрыва, 1975, т. 11, № 4, с. 623   633.

[9] Войцеховский Б.В., Митрофанов В.В., Топчиян М.Е. Структура фронта детонации в газах.   Новосибирск: Изд во СО АН СССР, 1963.

[10] Taki S., Fujiwara T. Numerical analysis of two-dimensional nonsteady detonations // AIAA Journal. 1978. V. 16, № 1. P. 73   77.

[11] Марков В.В. Численное моделирование образования многофронтовой структуры детонационной волны // Доклады АН СССР. 1981. Т. 258, № 2. C. 314 – 317.

[12] Kailasanath K., Oran E.S., Boris J.P., Young T. Determination of detonation cell size and the role of transverse waves in two-dimensional detonations // Combustion and Flame. 1985. V. 61. P. 199   209.

[13] Васильев А.А., Троцюк А.В. Экспериментальное исследование и численное моделирование расширяющейся многофронтовой детонационной волны // Физика горения и взрыва, 2003, т. 39, № 1, с.92   103.

[14] Sharpe G.J. Transverse waves in numerical simulations of cellular detonations // J. Fluid Mechanics, 2001, v. 447, p. 31   51.

[15] Левин В.А., Коробейников В.П. Сильный взрыв в горючей смеси газов// Изв. АН СССР. Механика жидкости и газа. 1969. № 6. С. 48   51.

[16] Николаев Ю.А., Зак Д.В. Согласование моделей химических реакций со вторым началом термодинамики// Физика горения и взрыва. 1988. Т. 24, № 4. C. 87 90.

[17] Strehlow R.A., Mauer R.E., Rajan S. Transverse waves in detonations: I. Spacing in the hydrogen – oхygen systems // AIAA Journal, 1969, v. 7, № 2, p. 323   328.

[18] Солоухин Р.И. Ударные и детонационные волны в газах. – М.: Физматгиз, 1963, 176 с.

[19] Агурейкин В.А., Крюков Б.П. Метод индивидуальных частиц для расчета течений многокомпонентных сред с большими деформациями // Численные методы механики сплошной среды. 1986. Т. 17, № 1. С. 17   31.

[20] Субботин В.A. Столкновение поперечных детонационных волн в газе // Физика горения и взрыва, 1975, т. 11, № 3. С. 486   491.

[21] Lee J.H., Soloukhin R.I., Oppenheim A.K. Current views on gaseous detonation // Astronautica Acta. 1969, v. 14, № 5. P. 565 – 584.



[22] Ждан С.А., Митрофанов В.В. Простая модель для расчета энергий инициирования гетерогенных и газовых смесей // Физика горения и взрыва. 1985. Т. 21. № 6. С. 98 – 103.