三维旋转爆轰模拟：稀疏波影响与结构分析

"旋转爆轰的三维结构和侧向稀疏波的影响" 本文是关于旋转爆轰现象的研究，由张旭东、范宝春等人进行，得到了国家自然科学基金和北理工爆炸科学与技术国家重点实验室开放基金的支持。研究采用了带化学反应的三维Euler方程，并利用9组分19步基元反应的简化模型来模拟氢气-空气在圆环形燃烧室内的旋转爆轰过程。通过对数值模拟结果的分析，揭示了旋转爆轰波的三维结构及其在侧向稀疏波影响下的动态特性。 旋转爆轰是一种强烈的爆炸现象，其中爆轰波以旋转的方式在预混气体中传播，这种现象在爆轰推进和能源系统中有重要应用。在本研究中，研究人员观察到爆轰波能够在燃烧室内稳定地以旋转模式前进。然而，当遇到侧向稀疏波（即压力较低的区域）时，爆轰波阵面会发生显著的变形，这表明外部环境因素对爆轰波的稳定性有明显影响。 数值模拟结果显示，与理想状态的C-J（ Chapman-Jouguet）爆轰相比，实际的旋转爆轰波强度降低，相应的爆轰参数也有所变化。C-J爆轰是一种理论上的极限情况，其中爆轰波以最大可能的速度传播，而实际中由于各种因素如不均匀性、边界条件等，爆轰波的性质可能会有所不同。因此，侧向稀疏波的存在不仅影响爆轰波的形状，还可能对其传播速度和能量释放效率造成影响。 关键词涵盖了爆炸力学、旋转爆轰、侧向稀疏波和数值模拟，这些是理解该研究核心内容的关键。爆炸力学是研究爆炸现象的科学，包括爆炸产生的力、能量传递以及与周围介质的相互作用。旋转爆轰是爆炸力学的一个分支，侧重于研究爆轰波在旋转中的行为。侧向稀疏波是影响爆轰波的重要环境因素，而数值模拟则是探究这类复杂物理现象的主要工具，通过计算模拟可以深入理解实际物理过程。 这篇论文对旋转爆轰的三维结构和侧向稀疏波的影响进行了深入探讨，对于理解和控制爆轰现象，尤其是优化爆轰驱动装置的设计和性能具有重要意义。此外，它还强调了环境因素（如侧向稀疏波）在爆轰动力学中的重要角色，为未来实验和理论研究提供了新的视角。