Численное моделирование процессов дифракции ударных и детонационных волн на угловых конфигурациях в газовзвесях
Исследованы проблемы дифракции ударных и детонационных волн на обратном прямоугольном уступе в газовзвесях инертных/реагирующих частиц (моно– и полидисперсные взвеси частиц алюминия в кислороде). Цели исследования заключаются в установлении общих и специфических свойств относительно аналогичных процессов в газах на картину течения, оценке влияния фактора полидисперсности, определении критических условий распространения детонации.
Описание проводится в рамках верифицированных физико-математических моделей механики гетерогенных сред. Численный метод расчета включает комбинацию схем TVD для газовой фазы и Джентри-Мартина-Дэйли для каждой из фракций частиц.
Установлено, что волновые картины при дифракции на обратном уступе как ударных, так и детонационных волн, в целом подобны картинам в газовых смесях и характеризуются формированием центрированной волны разрежения и вихревой зоны за уступом. При дифракции детонационной волны также формируются система скачков и поперечные волны. Имеются и существенные отличия в структурах течения и характеристиках процессов. В частности, при дифракции ударной волны в газовзвеси происходит перераспределение плотности частиц: за расходящимся фронтом формируется ро-слой, а вихревая зона является свободной от частиц. В многофракционных взвесях формирование аналогичных структур в каждой фракции происходит отдельно. При дифракции детонационной волны возможны 3 режима за уступом: непрерывное распространение детонации, частичный срыв с ре-инициированием в поперечной волне и срыв детонации. В режимах со срывом, в зависимости от соотношений масштабов зоны горения и вихревой зоны, возможны различные конфигурации фронта горения. Критические условия распространения детонации монодисперсных взвесей определяются как шириной выходного канала, так и размером частиц (представлена карта режимов дифракции), а полидисперсных - также распределением частиц по размерам.
To reports list
|
