聚心火焰在共振腔作用下引发爆轰的数值研究

摘要

基于带化学反应的二维轴对称Euler方程,利用带有Superbee限制函数的波传播算法,对共振腔中的氢气-空气预混气的聚心燃烧进行了数值模拟,讨论了共振腔不同抛物面对起爆的影响.数值结果表明,在开始阶段,燃烧诱导的激波在轴心、火焰和固壁的反射,使火焰失稳,随后共振腔中的抛物壁面上产生一定频率和强度的反射激波,不断穿越火焰,使火焰进一步失稳,加剧了燃烧速度,最终导致爆轰的形成.同时,火焰在与激波的作用过程中,形状扭曲变形,呈封闭端小敞口端大的扁平头部蘑菇云.共振腔抛物面的不同形状引起激波聚焦位置的变化,会影响激波和火焰的相互作用,使起爆提前或推迟,甚至不起爆.