2012 2(10)

Вернуться в содержание

   Краткая аннотация

 

Страницы:

165 - 171

Язык:

RU

Библ.:

27


Скачать статью:

2012_2(10)_30.pdf

 

 

ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДВУМЕРНОЙ СТРУКТУРЫ ФРОНТА ДЕТОНАЦИИ МЕТАНО-ВОЗДУШНОЙ СМЕСИ

Троцюк А.В., Фомин П.А., Васильев А.А.

Институт гидродинамики им.М.А.Лаврентьева СО РАН, Новосибирск, Россия


Ссылка для цитирования:Citation:

Троцюк А.В. Численное моделирование двумерной структуры фронта детонации метано-воздушной смеси / А.В. Троцюк, П.А. Фомин, А.А. Васильев // Современная наука: исследования, идеи, результаты, технологии. - Днепропетровск: НПВК "Триакон". - 2012. - Вып. 2(10). - С. 165 - 171.


Ключевые слова:Keywords:

ячейка; детонация; численное моделирование; модель химической кинетики; метано-воздушная смесь


Аннотация:Abstracts:

Работа посвящена численному исследованию многофронтовой (ячеистой) структуры двумерной детонационной волны в стехиометрической метано-воздушной смеси при нормальных условиях. Для этого была разработана модель детонационного горения метана в рамках двухстадийного механизма детонационной кинетики (индукционная стадия и стадия основного тепловыделения). Проведено численное моделирование двумерной структура детонационных волн в метано-воздушной смеси в широком диапазоне поперечных размеров канала. Изучены изменения в установившейся структуре самоподдерживающейся волны при вариации ширины канала. Исходя из анализа полученных картин течения, размер детонационной ячейки стехиометрической метано-воздушной смеси определен равным 33±3 см. Эта величина находится в прекрасном согласии с экспериментальными данными. Предложенная модель кинетики детонационного горения метано-воздушных и метано-кислородных смесей обладает высокой точностью и согласована со вторым началом термодинамики. Достоинством модели является ее простота и удобство при ее интегрировании в многомерные численные газодинамические коды.


Литература:References:

  1. Войцеховский Б.В., Митрофанов В.В., Топчиян М.Е. Структура фронта детонации в газах. − Новосибирск: Изд-во СО АН СССР, 1963.

  2. Fickett W., Davis W.C. Detonation. − University of California Press, Berkeley, CA, 1979.

  3. Зельдович Я.Б., Компанеец А.С. Теория детонации. − М.: Гостехиздат, 1955.

  4. Нетлетон М. Детонация в газах. − М.: Мир, 1989. - 280 С

  5. Троцюк А.В. Численное моделирование структуры двумерной газовой детонации смеси H2-O2-Ar // Физика горения и взрыва. − 1999. − Т. 35, − No.5. − С. 93-103.

  6. Fomin, P.A., Trotsyuk, A.V., Vasil'ev, A.A., Mitropetros, K., Hieronymus, H. and Roekaerts, D. Model of chemical reaction kinetics for calculating detonation processes in gas and heterogeneous mixtures containing hydrogen peroxide. // Combustion Science and Technology. − 2006. − Vol. 178, − P. 895-919.

  7. Васильев А.А., Васильев В.А., Троцюк А.В. Бифуркационные структуры газовой детонации // Физика горения и взрыва. − 2010. − Т. 46, − No.2. − С. 196−206.

  8. Gamezo V.N.; Desbordes D.; Oran E.S. Formation and evolution of two-dimensional cellular detonations. // Combustion and Flame. − 1999. − Vol. 116. − No. 1. −P. 154 − 165.

  9. Gamezo V.N., Vasil'ev A.A., Khokhlov A.M., Oran E.S. Fine cellular structures produced by marginal detonations. // Proceedings of the Combustion Institute. − 2000. − Vol. 28. − P. 611 − 617.

  10. Левин В.А., Коробейников В.П. Сильный взрыв в горючей смеси газов // Изв. АН СССР. Механика жидкости и газа. - 1969. - No.6. - C. 48 - 51.

  11. Солоухин Р.И. Методы измерений и основные результаты в экспериментах на ударных трубах. // 7-й Международный симпозиум по ударным трубам. - 1969. − Новосибирск: Изд-во СО АН СССР.

  12. Васильев А.А. О влиянии азота на параметры многофронтовой детонации // Физика горения и взрыва. - 1998. - Т. 34, - No.1. - С. 79 - 83.

  13. Васильев А.А., Николаев Ю.А. Модель ячейки многофронтовой газовой детонации. // Физика горения и взрыва. - 1976. - Т. 12, - No.5. - С. 744 - 754.

  14. Николаев Ю.А. Модель кинетики химических реакций при высоких температурах // Физика горения и взрыва. - 1978. - Т. 14, - No.4. - С. 73 - 76.

  15. Николаев Ю.А., Зак Д.В. Согласование моделей химических реакций со вторым началом термодинамики // Физика горения и взрыва. - 1988. - Т. 24, - No.4. - С. 87 - 90.

  16. Николаев Ю.А., Фомин П.А. О расчете равновесных течений химически реагирующих газов // Физика горения и взрыва. - 1982. - Т. 18. - No.1. - С. 66-72.

  17. Фомин П.А., Троцюк А.В. Приближённый расчёт изоэнтропы химически равновесного газа // Физика горения и взрыва. - 1995. - Т. 31, - No.4. - С. 59 - 62.

  18. Годунов С.К. Численное решение многомерных задач газовой динамики / С.К. Годунов, А.В. Забродин, В.Я. Иванов, А.И. Крайко, Г.П. Прокопов. - М.: Наука, 1976. - 400 с.

  19. Yamamoto S., Daiguji H. Higher-order-accurate upwind schemes for solving the compressible Euler and Navier-Stokes equations // Computer Fluids. - 1993. - Vol. 22. - No.2/3. - P. 259-270.

  20. Daiguji H., Yuan X., Yamamoto S. Stabilization of higher-order high resolution schemes for the compressible NavierStokes equation // International Journal of Numerical Methods for Heat and Fluid Flow. - 1997. - Vol. 7. - No.2/3. - P. 250- 274.

  21. Lin S.-Y., Chin Y.-S. Comparison of higher resolution Euler schemes for aeroacoustic computations // AIAA Journal. - 1995. - Vol. 33. - No.2. - P. 237-245.

  22. Chakravarthy S.R., Osher S. A new class of high accuracy TVD schemes for hyperbolic conservation laws // AIAA 23rd Aerospace Sciences Meeting. Reno, Nevada. - 1985. - AIAA Paper No.85-0363.

  23. Batten P., Leschziner M.A., Goldberg U.C. Average-state Jacobians and implicit methods for compressible viscous and turbulent flows // J. Comput. Phys. - 1997. - Vol. 137. - P. 38-78.

  24. Coquel F. and Perthame B. Relaxation of energy and approximate Riemann solvers for general pressure laws in fluid dynamics // SIAM J. Numer. Anal. - 1998. - Vol. 35. - No.6. - P. 2223-2249.

  25. Shen J.W., Zhong X. Semi-implicit Runge-Kutta schemes for non-autonomous differential equations in reactive flow computations. - 1996. - AIAA Paper No.96-1969.

  26. Vasil'ev A.A., Valishev A.I., Vasil'ev V.A., Panfilova L.V., Topchian M.E. Detonation hazards of methane mixtures. // Archivum Combustionis. - 2000. - Vol. 20. - No. 3-4. - P.31 - 48.

  27. Васильев А.А., Троцюк А.В. Экспериментальное исследование и численное моделирование расширяющейся многофронтовой детонационной волны // Физика горения и взрыва. - 2003. Т. 39, − No.1. − С. 92 − 103.

 

 
     

© НПВК "Триакон" 2009-2016