DOI: https://doi.org/10.26089/NumMet.v20r326

Численное моделирование распространения детонационной волны в рамках двухстадийной модели кинетики химических реакций в системе координат, связанной с фронтом лидирующей волны

Авторы

  • Я.Э. Порошина

Ключевые слова:

математическое моделирование
детонационная волна
связанная с фронтом волны система координат
двухстадийная модель кинетики

Аннотация

Для численного исследования пульсирующей детонационной волны в рамках двухстадийной модели кинетики химических реакций в системе координат, связанной с фронтом лидирующей волны, разработан оригинальный вычислительный алгоритм. Для четырех известных режимов распространения детонации в рамках данной модели исследовано влияние порядка аппроксимации алгоритма, длины расчетной области, сеточного разрешения и типа граничного условия на дальней границе на результаты моделирования. Проведено сравнение характера пульсаций с результатами расчетов других авторов.

Новые вычислительные технологии

Загрузки

Опубликован

2019-08-12

Выпуск

Том 20 (2019): Выпуск 3.

Раздел

Раздел 1. Вычислительные методы и приложения

Автор

Я.Э. Порошина

Московский физико-технический институт (МФТИ),
факультет аэрофизики и космических исследований,
Институтский пер., 9, 141701, Долгопрудный
• студент

Библиографические ссылки

  1. Ya. B. Zel’dovich, “On the Theory of Detonation Propagation in Gaseous Systems,” Zh. Eksp. Teor. Fiz. 10 (5), 542-568 (1940).
  2. J. von Neumann, “Theory of Detonation Waves,” in Collected Works (Pergamon, London, 1963), Vol. 6, pp. 203-218.
  3. W. D{öring, “{Ü}ber den Detonationsvorgang in Gasen [On Detonation Processes in Gases],” Ann. Phys. 43, 421-436 (1943).
  4. J. J. Erpenbeck, “Stability of Steady-State Equilibrium Detonations,” Phys. Fluids 5 (5), 604-614 (1962).
  5. W. Fickett and W. W. Wood, “Flow Calculations for Pulsating One-Dimensional Detonations,” Phys. Fluids 9 (5), 903-916 (1966).
  6. V. P. Korobeinikov, V. A. Levin, V. V. Markov, and G. G. Chernyi, “Propagation of Blast Waves in a Combustible Gas,” Acta Astronaut. 17 (5-6), 529-537 (1972).
  7. L. I. Sedov, V. P. Korobeinikov, and V. V. Markov, “The Theory of Blast Wave Propagation,” Tr. Mat. Inst. im. V.A. Steklova, Akad. Nauk SSSR 175, 178-216 (1986) [Proc. Steklov Inst. Math. 175, 187-228 (1988)].
  8. M. Short and G. J. Sharpe, “Pulsating Instability of Detonations with a Two-Step Chain-Branching Reaction Model: Theory and Numerics,” Combust. Theory Modelling 7 (2), 401-416 (2003).
  9. J. B. McVey and T. Y. Toong, “Mechanism of Instabilities of Exothermic Hypersonic Blunt-Body Flows,” Combust. Sci. Technol. 3 (2), 63-76 (1971).
  10. W. Fickett and W. C. Davis, Detonation: Theory and Experiment (University of California Press, Berkeley, 1979).
  11. H. D. Ng, M. I. Radulescu, A. J. Higgins, et al., “Numerical Investigation of the Instability for One-Dimensional Chapman-Jouguet Detonations with Chain-Branching Kinetics,” Combust. Theory Modelling 9 (3), 385-401 (2005).
  12. C. Leung, M. I. Radulescu, and G. J. Sharpe, “Characteristics Analysis of the One-Dimensional Pulsating Dynamics of Chain-Branching Detonations,” Phys. Fluids 22 (2010).
    doi 10.1063/1.3520188
  13. A. R. Kasimov and D. S. Stewart, “On the Dynamics of Self-Sustained One-Dimensional Detonations: A Numerical Study in the Shock-Attached Frame,” Phys. Fluids 16 (10), 3566-3578 (2004).
  14. A. S. Kholodov, “Construction of Difference Schemes with Positive Approximation for Hyperbolic Equations,” Zh. Vychisl. Mat. Mat. Fiz. 18 (6), 1476-1492 (1978) [USSR Comput. Math. Math. Phys. 18 (6), 116-132 (1978)].
  15. A. I. Lopato and P. S. Utkin, “Detailed Simulation of the Pulsating Detonation Wave in the Shock-Attached Frame,” Zh. Vychisl. Mat. Mat. Fiz. 56 (5), 856-868 (2016) [Comput. Math. Math. Phys. 56 (5), 841-853 (2016)].
  16. A. I. Lopato and P. S. Utkin, “Toward Second-Order Algorithm for the Pulsating Detonation Wave Modeling in the Shock-Attached Frame,” Combust. Sci. Technol. 188 (11-12), 1844-1856 (2016).
  17. A. I. Lopato and P. S. Utkin, “Two Approaches to the Mathematical Modeling of Detonation Waves,” Mat. Model. 28 (2), 133-145 (2016) [Math. Models Comput. Simul. 8 (5), 585-594 (2016)].
  18. Y. Daimon and A. Matsuo, “Unsteady Features on One-Dimensional Hydrogen-Air Detonations,” Phys. Fluids 19 (2007).
    doi 10.1063/1.2801478
  19. M. Short and D. Wang, “On the Dynamics of Pulsating Detonations,” Combust. Theory Modelling 5 (3), 343-352 (2001).