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作者：宰兴洲北京理工大学

学位级别：硕士

爆轰作为一种快速的反应并在短时间内释放大量能量的爆炸现象,其各种性能一直都是现在研究的主题。以往对爆轰性能的研究都是利用欧拉系统进行,欧拉系统包含大量的物理细节,由于过多的细节造成了控制方程的高度非线性,在数学计算上的难... 详细信息

爆轰作为一种快速的反应并在短时间内释放大量能量的爆炸现象,其各种性能一直都是现在研究的主题。以往对爆轰性能的研究都是利用欧拉系统进行,欧拉系统包含大量的物理细节,由于过多的细节造成了控制方程的高度非线性,在数学计算上的难度很大。爆轰模拟系统对欧拉系统进行了简化,得到包含一个偏微分方程和一个反应方程的爆轰控制方程,不仅简化了数学计算,同时也可以捕捉到大量的爆轰现象。本文介绍了爆轰模拟系统的来源与形式,并构造了 ZND爆轰形式下的Majda模拟系统,采用阿累尼乌斯反应类型的速率方程作为反应方程,对所建立的爆轰模拟系统进行稳定性的研究。1.构建ZND爆轰下的Majda模拟系统,其中化学反应方程中的点火函数选取更加一般更加贴合实际的形式。后面将使用此模拟系统进行爆轰稳定性分析。2.在极限情况下,即模拟活化能参数θ=0时,得到了一个比较简单的模拟系统,并对其进行研究。用直接计算的方法得到模拟系统的行波解及稳态爆轰结构。对稳态爆轰构结添加小扰动研究稳定性,通过简正模式的线性稳定性计算,得到限制扰动传播的稳定性行列式Evans-lopatinski行列式(DZND（λ）,并利用稳定性的判定原则进行判定。通过直接计算的方法得到极限情况下的爆轰是稳定的,并给出了爆轰扰动振荡形式图。3.在一般情况下（θ≠0）的Majda模拟系统,化学反应方程比较复杂,无法直接计算得到爆轰的稳态解析解。针对这样的模型,利用数值计算的方法得到爆轰的稳态解,通过稳定性行列式进行稳定性判定。由于稳态解是非解析的,无法直接计算稳定性行列式,为此引进了通过计算winding number的方法判定稳定性,得到模拟系统在不同控制参数下爆轰稳定性,并对所得结果的物理合理性进行了分析。

关键词： Majda模拟系统稳态解 Evans-Lopatinski行列式爆轰稳定性

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连续旋转爆轰发动机爆轰稳定性实验研究

连续旋转爆轰发动机爆轰稳定性实验研究

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中国力学大会-2017暨庆祝中国力学学会成立60周年大...

作者：魏万里翁春生李宝星郑权南京理工大学瞬态物理国家重点实验室

为了研究连续旋转爆轰发动机爆轰稳定性,分别采用0.4mm、0.8mm以及1.6mm三种尺寸的进气环缝,以H为燃料,空气为氧化剂,进行连续旋转爆轰发动机实验研究。基于高频压力信号,分析了进气环缝喉部尺寸对爆轰稳定性的影响。实验结果表明:当量... 详细信息

为了研究连续旋转爆轰发动机爆轰稳定性,分别采用0.4mm、0.8mm以及1.6mm三种尺寸的进气环缝,以H为燃料,空气为氧化剂,进行连续旋转爆轰发动机实验研究。基于高频压力信号,分析了进气环缝喉部尺寸对爆轰稳定性的影响。实验结果表明:当量比为1.0左右的情况下,环缝喉部尺寸为0.4mm时爆轰波为双波对撞模态,压力峰值波动范围在0.3-0.9MPa;环缝喉部尺寸为0.8mm时爆轰波为单波模态,压力峰值约为2.0MPa;环缝喉部尺寸为1.6mm时爆轰波为单双波混合模态,压力峰值波动范围在0.4-3.0MPa。环缝喉部尺寸为0.8mm时爆轰波自持传播稳定性较强,在另外两个尺寸的环缝下爆轰波自持传播稳定性较弱。进气环缝喉部尺寸对空气的喷注过程有较大的影响,从而影响H和空气的掺混效果,最终对连续旋转爆轰发动机爆轰稳定性造成较大的影响。

关键词：连续旋转爆轰发动机爆轰稳定性环缝喉部尺寸压力峰值传播模态

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旋转爆轰波传播模式自发改变过程研究

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Journal of Zhejiang University-Science A(Applied Physics & Engineering) 2020年第9期21卷 721-733页

作者： Zhi-di LEI Zheng-wu CHEN Xiao-quan YANG Jue DING Pei-fen WENG Shanghai Key Laboratory of Mechanics in Energy Engineering Shanghai Institute of Applied Mathem atics and MechanicsSchool of Mechanics and Engineering ScienceShanghai UniversityShanghai 200072China Key Laboratory of Aerodynamic Noise Control China Aerodynamics Research and Development CenterMianyang 621000China

目的:提出一种预测爆轰波传播模式自发改变的方法。创新点:1.揭示了流场内新爆轰波产生的机制;2.基于接触面化学反应特征时间提出了无量纲参数NL,可作为分析旋转爆轰流场稳定性的判据。方法:以数值模拟为手段,应用基元反应建立化学非平... 详细信息

目的:提出一种预测爆轰波传播模式自发改变的方法。创新点:1.揭示了流场内新爆轰波产生的机制;2.基于接触面化学反应特征时间提出了无量纲参数NL,可作为分析旋转爆轰流场稳定性的判据。方法:以数值模拟为手段,应用基元反应建立化学非平衡流动的数学物理模型,开展旋转爆轰波传播稳定性研究。结论:1.分界面化学反应是引起爆轰波传播模式自发转变的原因之一;2.提出的无量纲参数NL可以将模式转变与爆轰波数联系起来。

关键词：旋转爆轰发动机基元反应多波传播模式爆轰稳定性

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第12届国际爆破会议

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火工品 2001年第4期 39-页

作者：史红漫

第12届国际爆破会议将于2002年8月11～16日在美国加利福尼亚州圣地亚哥的Wyndham Emera ld Plaza饭店举行. 会议主题包括凝聚相、含能材料等相关领域的起爆问题. 会议内容包括测试技术的新进展;熄爆及爆轰稳定性;高压反应区化学;微观、... 详细信息

第12届国际爆破会议将于2002年8月11～16日在美国加利福尼亚州圣地亚哥的Wyndham Emera ld Plaza饭店举行. 会议主题包括凝聚相、含能材料等相关领域的起爆问题. 会议内容包括测试技术的新进展;熄爆及爆轰稳定性;高压反应区化学;微观、中间体及宏观点火模型;微观爆轰学;微型结构效应及热点;有关爆轰的新理论;新型单质炸药的性能及感度;有关炸药工业化、非理想性及混合的特性、方法及理论;物理基础数值模型;反应的安全性;爆轰转换(包括SDT、DDT、XDT);意外发火;未反应及状态反应方程式. 欲知详情请联系:Dr. John Corley. Email:john.corley @ eglin.af; Sharon Crowder. 电话:(925)423-7455; 传真:(925)424-3281; Email:crowder 1 @ 11nl.gov.

关键词：爆破加利福尼亚州会议主题反应方程式爆轰稳定性单质炸药物理基础数值模型圣地亚哥理论结构效应含能材料非理想性点火模型测试技术中间体凝聚相工业化方法及反应区

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调控燃烧室燃料初始分布建立稳定旋转爆轰波的方法

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爆炸与冲击 2019年第9期39卷 1-11页

作者：雷知迪陈正武杨小权李孝伟丁珏翁培奋上海大学上海市应用数学和力学研究所上海200072 中国空气动力研究与发展中心气动噪声控制重点实验室四川绵阳621000 上海大学现代飞行器空气动力学研究中心上海200072

旋转爆轰发动机具有比传统航空航天发动机更高的燃烧效率,近年来引起人们的关注。其中,点火启动过程尤为重要。为达到一次点火就能在燃烧室内建立稳定旋转爆轰波的目的,本文提出通过控制点火前燃料初始分布来建立稳定旋转爆轰波的方法,... 详细信息

旋转爆轰发动机具有比传统航空航天发动机更高的燃烧效率,近年来引起人们的关注。其中,点火启动过程尤为重要。为达到一次点火就能在燃烧室内建立稳定旋转爆轰波的目的,本文提出通过控制点火前燃料初始分布来建立稳定旋转爆轰波的方法,并基于纳维-斯托克斯方程与10组分27可逆反应基元化学反应模型的数值模拟验证了该方法的可行性。对旋转爆轰波传播特性的研究表明,燃料在发动机燃烧室中的分布是影响旋转爆轰波建立的关键。在燃料喷注压力较低时此影响尤为明显,它决定了爆轰波发展第一周期内波前燃料层厚度。而波前燃料层与波的稳定传播密切相关。基于该方法,本文对燃烧室初始流速为360 m/s,喷注总压0.4 MPa的旋转爆轰发动机实现了点火至稳定爆轰,得到的爆轰波传播平均速度为1 604 m/s,频率为5 347.6 Hz。此外,燃料初始填充率作为燃料初始分布的量化指标,文中给出了它建立稳定旋转爆轰时的临界范围。

关键词：旋转爆轰发动机起爆方法燃料初始分布燃料喷注压力爆轰稳定性

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自由空间中平面爆轰脉冲与胞格结构

自由空间中平面爆轰脉冲与胞格结构

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第十六届全国激波与激波管学术会议

作者：韩文虎王成清华大学燃烧能源中心爆炸科学与技术国家重点实验室北京理工大学

采用基于加权本质无震荡WENO守恒型有限差分格式的高精度并行计算程序,对自由空间中的平面爆轰进行数值模拟,研究二维胞格结构与一维脉冲之间的关系。研究发现脉冲包含三个阶段:过驱爆轰动力衰减,爆轰趋近CJ状态且弱脉冲,周期性强的脉... 详细信息

采用基于加权本质无震荡WENO守恒型有限差分格式的高精度并行计算程序,对自由空间中的平面爆轰进行数值模拟,研究二维胞格结构与一维脉冲之间的关系。研究发现脉冲包含三个阶段:过驱爆轰动力衰减,爆轰趋近CJ状态且弱脉冲,周期性强的脉冲。相应的胞格结构演化也包含三个阶段:没有胞格,自发胞格和受控胞格。更为有趣的是,除了具有胞格结构,爆轰阵面压力的平均值随着爆轰的传播而波动。另外,当乘以爆速后,脉冲与胞格具有倍频关系。胞格结构与脉冲的演化和倍频关系表明两者之间具有密切的关联。对于无脉冲的爆轰,自发的胞格仍然存在,而且平均压力全局特征区域稳定。

关键词：爆轰稳定性胞格结构数值模拟

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柱形胞格爆轰高精度数值计算

柱形胞格爆轰高精度数值计算

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北京力学会第18届学术年会

作者：韩文虎王成宁建国董新庄北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室

本文采用五阶WENO格式对带化学反应Euler方程组进行空间离散,采用三阶TVD Runge-Kutta法对时间方向进行离散,开发了高精度动态并行代码。并运用该程序模拟了柱形爆轰的传播规律。结果表明:随着初始温度的增加,一维爆轰由高度不稳定逐渐... 详细信息

本文采用五阶WENO格式对带化学反应Euler方程组进行空间离散,采用三阶TVD Runge-Kutta法对时间方向进行离散,开发了高精度动态并行代码。并运用该程序模拟了柱形爆轰的传播规律。结果表明:随着初始温度的增加,一维爆轰由高度不稳定逐渐变为稳定爆轰。柱形爆轰的胞格也变得越来越规律。

关键词：柱形爆轰爆轰胞格爆轰稳定性

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