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1.
粘性及热传导对于爆轰波的影响   总被引:6,自引:0,他引:6  
武丹  王健平 《应用力学学报》2012,29(6):630-635,769
对在满足化学当量比的氢氧混合气体中传播的一维和二维连续旋转爆轰波进行了数值模拟,以此检验粘性和热传导对爆轰波发展和结构的影响。模拟分别基于NS和Euler控制方程,采用二步化学反应模型,对流项采用5阶MPWENO格式求解,时间方向采用3阶TVD Runge-Kutta法,粘性项采用中心差分格式进行离散。结果表明:粘性和热传导不会对爆轰波流场的基本流场结构产生影响;在具体数值上,粘性和热传导的影响值在爆轰波、斜激波、接触间断等速度或温度剧烈变化处相对较大,但总体上其影响量均比爆轰波流场的步进值小三个量级。因此,在没有壁面效应的一维爆轰和二维连续旋转爆轰波流场中,粘性和热传导项作为很小的扰动存在,对爆轰波的流场结构和数值大小基本不会产生影响。  相似文献   
2.
We perform a three-dimensional numerical simulation based on a one-step chemical reaction model to investigate changes in the mode of H2-Air detonation wave propagation from rotating detonation wave (RDW) mode to standing detonation wave mode. The physical characteristics of an RDW with injection velocity of 500 m/s are analyzed to investigate the physical mechanisms involved. We find that with increasing injection velocity, the detonation wave gradually changes from perpendicular to the head wall to parallel to the head wall. When the injection velocity exceeds the Chapman-Jouguet velocity VCJ (about 1984 m/s), the detonation wave changes orientation to become perpendicular to the fuel injection direction, and the rotating mode changes accordingly to a standing mode. Finally, the plane detonation characteristic triple-wave structures can be found from the standing mode.  相似文献   
3.
对已有的一种改进型WENO-M格式进行了理论上的修正,得到了新的WENO权函数。与原WENO-M格式相比,新得到的WENO-M-P格式减少了约9%的CPU计算时间,同时也保证了在一阶极值点处不降低精度(经典的WENO格式在一阶极值点处精度下降),仍然保持5阶精度。为了验证修正后的格式,采用二步反应模型数值模拟了几组一维和二维爆轰:在一维爆轰模拟中,对比了WENO-M格式和WENO-M-P格式在一定温度下的最低起爆压强以及一定压强下的最低起爆温度;在二维旋转爆轰的模拟中,对比了WENO-M格式和WENO-M-P格式的计算效果。结果表明:在同样的起爆温度下,WENO-M 格式和 WENO-M-P 格式的最低起爆压强均高于 WENO格式,但WENO-M-P格式比WENO-M格式的最低起爆压强低;三种格式在不同压强下的最低起爆温度相同;WENO-M-P格式具有和WENO-M格式一样的计算效果,优势是节省了计算时间。  相似文献   
4.
低马赫数下斜爆轰波的结构   总被引:1,自引:0,他引:1  
刘岩  武丹  王健平 《爆炸与冲击》2015,35(2):203-207
利用Euler方程和两步化学反应模型,对低马赫数入流时的驻定斜爆轰波进行了数值模拟,并重点研究了斜爆轰波的驻定过程和结构。数值结果显示,当入流马赫数较低时,即使其本身是附体的,在诱导区后侧的高压区的作用下,斜爆轰波也会从其起始位置向来流方向运动。在这种情况下,斜爆轰波会驻定在靠近斜面前缘的位置,诱导区的长度仅有1 mm左右。通过设置初始条件,让斜爆轰波在斜面前缘附近被触发,则其将一直维持在靠近斜面前缘的位置。  相似文献   
5.
周蕊  武丹  刘岩  王健平 《中国物理 B》2014,(12):307-315
The particle path tracking method is proposed and used in two-dimensional(2D) and three-dimensional(3D) numerical simulations of continuously rotating detonation engines(CRDEs). This method is used to analyze the combustion and expansion processes of the fresh particles, and the thermodynamic cycle process of CRDE. In a 3D CRDE flow field, as the radius of the annulus increases, the no-injection area proportion increases, the non-detonation proportion decreases, and the detonation height decreases. The flow field parameters on the 3D mid annulus are different from in the 2D flow field under the same chamber size. The non-detonation proportion in the 3D flow field is less than in the 2D flow field. In the 2D and 3D CRDE, the paths of the flow particles have only a small fluctuation in the circumferential direction. The numerical thermodynamic cycle processes are qualitatively consistent with the three ideal cycle models, and they are right in between the ideal F–J cycle and ideal ZND cycle. The net mechanical work and thermal efficiency are slightly smaller in the 2D simulation than in the 3D simulation. In the 3D CRDE, as the radius of the annulus increases, the net mechanical work is almost constant, and the thermal efficiency increases. The numerical thermal efficiencies are larger than F–J cycle, and much smaller than ZND cycle.  相似文献   
6.
2021-09期目录     
对连续爆轰发动机中常见的低频爆轰不稳定性现象开展了基于含源项Euler方程的二维数值模拟研究,揭示了低频爆轰不稳定性产生的机理和详细过程。结果表明,燃烧室头部持续存在一些反传激波,这些激波与进气壁面相互作用会产生“进气阻滞点”,导致新鲜气体层不规则分布;不规则新鲜气体层会使爆轰波头上的压强分布随进气阻滞点的分布位置产生周期性变化;随着进气阻滞点产生的位置沿着进气壁面的缓慢移动,爆轰波头每次与采样点相遇时,采样点与上个进气阻滞点之间的距离会逐渐发生变化,因此采样点的压强峰值便产生了低频率的起伏振荡,即形成了所谓的低频爆轰不稳定性。  相似文献   
7.
研究了NACA0012翼型在低Reynolds数不同湍流度下的空气动力学特性.既运用了有限谱法和QUICK格式相结合的数值计算方法,又通过实验手段,研究了湍流度对流场的影响,并得到了计算与实验相符的结果.计算结果说明了有限谱法的高精度及与其他格式结合后应用的灵活性.对翼型受力和流场的结果分析显示:低湍流度下无明显的失速特征,高湍流度下失速特征明显;湍流度还对边界层后的剪切层有很大影响,高湍流度的受力特征和流场结果与高Reynolds数下的情形相似.  相似文献   
8.
有限谱ENO格式及其应用   总被引:2,自引:0,他引:2  
首先对王健平提出的有限谱法^[1-3]做了进一步的理论研究,发现了一些新的有限谱法的插值基函数组,并互将有限谱法应用在ENO格式中,构造了有限谱ENO计算格式,然后通过对一维Euler方程的几个经典的模型问题和二维湍流与弱激波相互作用问题的数值计算,并且与理论解或准精确解进行比较分析,从而表明了此格式对于激波和其他间断具有较高的分辨率,在激波附近基本上没有明显的数值振荡,而且对于流场中的细致结构也具有相当高的精度。  相似文献   
9.
有限谱ENO格式在爆轰波数值模拟中的应用   总被引:4,自引:2,他引:2  
使用有限谱ENO(EssentiallyNon Oscillatory)格式 ,采用V .P .Korobeinikov二步化学反应模型 ,对稀释的化学当量的氢气和氧气混合物中非定常自维持爆轰波进行了二维数值模拟 ,研究了波的产生和演化机理 ,分析了爆轰波的三波结构和传播过程。计算得到的爆轰波参数和结构与以前的计算和实验结果一致。研究表明 :有限谱ENO格式可以成功地模拟非定常自维持爆轰波。  相似文献   
10.
数值研究了二维各向同性湍流与弱激波相互干扰的问题。得到了当湍流马赫效不同时,弱激波在湍流中的传播所发生的变化;给出了激波之后湍流速度脉动的方差随时间变化的趋势,并且通过其增幅在不同空间方向上的差异,揭示了激波之后湍流场的各向异性;同时分析了激波之后湍流动能的增幅和密度脉动方差的增幅对于湍流马赫效和激波马赫效各自的依赖情况。研究表明:湍流马赫效和激波马赫效在湍流与激波相互干扰的过程中起到了决定的作用。通过数值研究,初步得出了二维各向同性湍流与弱激波相互干扰问题的某些规律和特性,这对于进一步理解和研究湍流与激波相互作用的规律及其内在机理具有重要意义。  相似文献   
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