分叉管中激波反射引发的气相爆轰二次起爆数值模拟

本文主要探讨了激波反射在分叉管内引发的气相爆轰二次起爆现象的数值分析。研究者采用了二阶附加半隐的龙格-库塔法（一种高效的数值求解方法）和五阶WENO格式（一种高精度的有限体积方法），来解决二维欧拉方程，精确模拟流体动力学过程。在这个过程中，他们特别关注了基元反应的描述，通过这些反应来模拟爆炸化学过程中的能量转换。 实验结果显示，当激波在分叉管内的化学反应区之外遇到垂直支管的右壁时，会发生反射。这个反射激波在诱导激波压缩后的未燃烧气体中传播，导致波后压力和温度显著上升，形成诱导热点，进而引发局部爆炸，这就是所谓的二次起爆。值得注意的是，随着流动条件的变化，诱导激波的反射模式也有所改变：在水平和垂直支管中，它经历了从规则反射到马赫反射的转变，这是高速流动中常见的现象，其中反射波速接近声速，产生显著的冲击效应。 通过数值模拟，研究者得到了与实验观察相吻合的波系演化过程，特别是与实验中记录的纹影照片对比，显示出极高的准确度。这表明，他们的数值方法能够有效地捕捉到这种复杂的物理过程，并为深入理解气相爆轰和二次起爆提供了重要的理论依据。 该研究不仅对理解和控制工业爆炸过程有实际应用价值，也为数值模拟技术在处理类似复杂流场中的激波行为提供了新的见解。此外，论文还提及了国家自然科学基金和中国博士后科学基金的支持，显示出这项工作的学术背景和研究支持的重要性。 这篇文章的核心内容是利用高级数值方法对激波反射诱导的气相爆轰二次起爆现象进行了深入细致的研究，这对于提升我们对这类危险爆炸现象的理解和预防具有重要意义。