国家自然科学基金(10472047)
- 作品数：13 被引量：55H指数：4
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- 聚心火焰在共振腔作用下引发爆轰的数值研究被引量：2
- 2007年
- 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。
- 归明月范宝春董刚于陆军
- 关键词：爆轰数值模拟激波共振腔
- 聚心火焰与激波相互作用的数值研究被引量：5
- 2007年
- 基于带化学反应的2维轴对称Euler方程,利用带有monotonized centered(MC)限制器的波传播算法,在两端敞开的圆桶中对惰性介质的聚心激波和氢气-空气混合物的聚心火焰与激波的相互作用进行了数值模拟。数值结果表明,在惰性介质中激波在轴心的每次汇聚均可成长为马赫干,马赫干的追赶使激波得到一定程度的增强,但整体还呈下降趋势。在氢气-空气混合物中,燃烧诱导的激波,由于与火焰的反复作用,使激波在轴心处产生马赫干的频率和强度皆高于惰性介质中的情形。同时,火焰在与激波的相互作用过程中发生失稳变形,使其形状呈扁平头部的蘑菇云。
- 归明月范宝春于陆军姜孝海董刚
- 关键词：数值模拟激波
- 爆轰波进入不可燃突扩管道行为研究被引量：2
- 2008年
- 对爆轰波进入不可燃突扩管道后的传播规律及压力分布进行实验研究、数值模拟和理论分析.实验结果显示,爆轰波进入突扩管道一定距离后管道内压力会突升,随后压力曲线趋于平缓,在靠近封闭端面附近的压力又再次升高.采用自适应有限体积程序结合基元化学反应模型对流场进行了数值模拟.结果表明,爆轰波进入不可燃突扩管道后,化学反应停止,爆轰波衰减为激波.由于管道横截面的突然增大,激波在扩张段入口处发生绕射,平面波阵面逐渐演变为球面波阵面.该球面波阵面在向前传播的过程中与空腔上壁面先后发生规则反射和马赫反射.在发生马赫反射的位置,激波波后压力急剧升高.随马赫杆渐增,球面波阵面逐渐被抹平,最终再次形成平面激波.该平面激波到达封闭端面后又将发生反射,造成靠近封闭端面处的压力上升.
- 杨磊杨向龙李焕威黄中伟
- 关键词：爆轰波有限体积法激波反射
- 甲烷/空气中对撞射流火焰的实验和数值研究被引量：2
- 2008年
- 以甲烷/空气为研究对象,利用YA-16多闪光高速照相机对碰撞射流火焰进行了实验研究。基于带化学反应的二维轴对称Navier-Stokes方程,采用带有Superbee限制函数的波传播算法,对该现象进行了数值模拟。结果表明,对撞前,由于Helmhotz不稳定的作用,射流火焰演变成带有涡环的蘑菇云。碰撞后,在其诱导的流场和涡的作用下,形成的火焰杆的直径基本没有变化,火焰盘则沿着碰撞平面往四周发展,而其厚度逐渐变薄。计算结果和实验照片进行了比较,两者符合得较好。
- 归明月范宝春叶经方董刚
- 关键词：数值仿真
- 燃烧室中悬跨圆柱的火焰绕流
- 2009年
- 利用高速阴影照相系统,对方形管道内火焰流经悬吊圆柱时所产生的变化及其诱导的流场进行了实验研究,并利用高精度PPM格式对上述现象进行了数值模拟,其中,湍流采用大涡模拟方法,燃烧采用旋涡破碎模型,圆柱边界采用沉浸边界法。实验结果与计算结果比较吻合,在一定程度上揭示了火焰阵面变形和加速的规律。根据研究结果,对火焰与悬吊圆柱相互作用过程中火焰的三维形状、流场中涡量和湍流强度的分布、火焰与流场的相互影响以及火焰传播轨迹等进行了讨论。
- 应展烽范宝春陈志华叶经方
- 关键词：燃烧障碍物湍流
- 旋转爆轰流场的数值模拟被引量：32
- 2007年
- 基于带化学反应的二维Euler方程,采用氢气-空气的9组分19步基元反应简化模型,对充有当量比的氢气-空气预混气和空气的环形旋转爆轰流场,从点火燃烧到发展成旋转爆轰的过程进行了数值模拟。根据数值结果分析了波后流场中爆轰产物受激波、高温和离心力等作用而挤向外壁,形成有利于充入燃料,实现持续稳定旋转爆轰的流场特征。还讨论流场中爆轰波、激波与间断面和内外壁面反射或折射,从而形成多个激波相交的波系特征。为认识和理解旋转爆轰流场,开展旋转爆轰的实验研究等具有现实的指导意义。
- 姜孝海范宝春董刚陈志华李鸿志
- 关键词：激波爆轰波数值仿真
- 高精度PPM格式在湍流燃烧中的应用被引量：1
- 2009年
- 利用处理三维可压缩粘性流体流动问题中的沉浸边界法,并结合基于PPM方法的高精度TVD格式,对三维方形管道中部的圆柱火焰绕流及惰性气体绕流问题进行了数值模拟。计算湍流时采用大涡模拟(LES),化学反应速率采用EBU漩涡破碎模型。通过计算结果与实验结果的比较,发现高精度PPM格式能精确模拟两类圆柱绕流问题。计算中还发现,火焰圆柱绕流算例中,在火焰翻越圆柱前,由于燃烧的膨胀作用,使得火焰正面前的未燃气体流动并形成惰性气体绕流,这与无燃烧时的惰性气体绕流类似。但当火焰翻越圆柱过程中及完全翻越圆柱后,两种算例绕流流场出现明显变化。
- 应展烽范宝春陈志华叶经方
- 关键词：流体力学大涡模拟湍流燃烧
- 聚心火焰与诱导激波相互作用及爆燃转爆轰过程被引量：6
- 2007年
- 基于带化学反应的二维轴对称Eu ler方程,利用带限制函数的波传播算法,在两端均敞开和一端封闭一端敞开的两种边界情况下,对圆柱型燃烧室中的氢气-空气预混气的聚心燃烧进行了数值模拟,探讨了聚心火焰引发爆轰过程中的波系结构以及火焰的变形。数值结果表明,在两端均敞开的情况下,燃烧诱导的激波在轴心、火焰和壁面之间来回反射,使火焰失稳,加速了火焰的燃烧,但没有转变成爆轰。而在一端封闭的情况下,封闭端反射产生的激波,不断穿越火焰,使火焰严重失稳,加剧了燃烧速度,最终导致爆轰的形成。稳定爆轰阵面的参数与CJ理论计算的结果进行了对比,两者符合的较好。同时,火焰在与激波的作用过程中,形状扭曲变形,对于两端敞开的情况呈对称的扁平头部蘑菇云,而对于一端封闭的情况,则呈封闭端小敞口端大的扁平头部蘑菇云。
- 归明月范宝春于陆军姜孝海董刚
- 关键词：爆轰激波数值仿真
- 入射和反射激波与火焰相互作用的实验和数值显示被引量：2
- 2007年
- 以等物质的量比的甲烷/空气为研究对象,利用YA-16多闪光高速照相机对火球在入射激波及其反射激波作用下的变形进行了实验研究.基于带化学反应的二维轴对称Navier-Stokes方程,采用带有Superbee限制函数的波传播算法,对该现象进行了数值模拟,并用计算光学对数值结果进行了处理,得出的计算阴影图和实验阴影照片比较吻合.结果表明,火球在入射激波的作用下,出现了Richtmyer-Meshkov不稳定、斜压效应和Helmholtz不稳定,导致火球不断变形,在局部区域还出现了湍流,加剧了燃烧.随后,反射激波再次作用火球,加速火焰变形的同时,还使火球在波后高能量的可燃气中剧烈燃烧,湍流强度也大幅度增加,同时由于壁面的限制,使得火球发展呈蘑菇云形状.而激波穿越火焰时,轴线上的激波强度也会得到加强.
- 归明月范宝春于陆军董刚黄中伟
- 关键词：激波失稳
- 沉浸边界法在湍流燃烧中的应用被引量：3
- 2008年
- 沉浸边界法可以在直角坐标系中处理各种形状的边界问题.将此用于三维的圆柱火焰绕流问题的研究,其中,湍流模型采用大涡模拟(LES),化学反应速率采用EBU漩涡破碎模型.计算结果与实验结果比较相符,基本反映了湍流火焰的绕流特征,说明该方法用于讨论湍流火焰的绕流问题是有效的.
- 应展烽范宝春陈志华叶经方
- 关键词：湍流燃烧
