壁面抽吸条件下爆震波传播特性研究

摘要

壁面条件是影响爆震波起爆和传播特性的一个重要因素。本文通过理论分析、数值模拟和实验等手段，系统研究了爆震波在多孔抽吸壁面作用下的传播特性以及发生预点火时爆震波在抽吸壁面区域的传播特性，主要研究内容如下：
　　以H2/Air预混气中的爆震波为研究对象，采用数值模拟和实验方法对多孔抽吸壁面条件下爆震波的传播特性进行研究。结果表明多孔抽吸壁面对爆震波传播特性的影响具有两面性，一方面，爆震流场部分流场被抽入腔体内，流场与多孔壁面发生碰撞产生弧形激波系，激波对爆震波的横波产生了直接破坏，导致靠近多孔壁面区域的爆震波强度削弱甚至熄爆；另一方面，流场与孔板碰撞产生一系列高温高压点，对爆震波的传播又有一定的促进作用，尤其是临界条件下，可能导致爆震波熄爆后重新起爆。
　　保持抽吸压力、边界条件以及爆震波初场不变，对不同活性、不同孔径及不同抽吸距离时爆震波在多孔抽吸区域的传播特性进行系统的数值模拟研究。研究结果表明，预混气活性越低、孔板孔径越大、抽吸距离越长时，爆震波结构和传播速度受壁面抽吸影响越强。并且，在加长抽吸距离条件下，随着预混气活性的降低，存在三种爆震波传播现象，即自持传播，临界传播和熄爆。对三种爆震传播现象的过程和机理进行了分析。
　　通过实验与数值模拟相结合的方法，对多孔壁面区域预点火条件下的爆震波传播特性进行研究。实验和数值模拟结果表明，多孔壁面区域的预点火对于爆震波的横波结构产生了极大的破坏，直接导致爆震波熄爆，且爆震波面形成突起。针对不同活性预混气、不同孔径大小的预点火情况进行了研究，分析了预点火条件下的爆震波传播特性。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 气相爆震理论发展概况

1.3 边界条件对爆震波影响综述

1.4 本文主要工作

第二章 实验系统与数值方法介绍

2.1 静止气爆震实验系统介绍

2.2 数值模拟方法

2.3 小 结

第三章 壁面抽吸条件下爆震波传播特性实验研究

3.1 实验时序及操作流程

3.2 无壁面抽吸的自持爆震波结构

3.3 多孔抽吸壁面作用下爆震波传播特性

3.4 小 结

第四章 壁面抽吸条件下爆震波传播特性数值模拟研究

4.1 爆震流场数值模拟方法验证

4.2 壁面抽吸条件下无反应流场特性

4.3 壁面抽吸条件下爆震波传播特性

4.4 小 结

第五章 多孔壁面预点火条件下对爆震波传播特性研究

5.1 预点火条件下爆震波传播特性

5.2 不同孔径壁面预点火条件下爆震波特性

5.3 预点火条件下不同初始压力的爆震波特性

5.4 预点火条件下爆震波传播过程数值模拟

5.5 小 结

第六章 结论与展望

主要研究成果

论文的主要创新点

对未来工作的展望

致谢

参考文献

作者在学期间取得的学术成果

附录