《反應性重氣泡內激波聚焦引發射流與點火的機理研究》是依託江蘇大學，由朱躍進擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：反應性重氣泡內激波聚焦引發射流與點火的機理研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：朱躍進
- 依託單位：江蘇大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
平面激波與反應性重氣泡作用時，氣泡界面會發生Richtmyer-Meshkov不穩定，導致其失穩變形，同時透射激波可在重氣泡內發生聚焦，形成局部的高溫高壓區，從而在其界面處引發射流並可實現對氣泡內可燃預混氣的點火，相關研究具有重要的科學意義和套用價值，而其中涉及的射流引發和激波聚焦點火等基本科學問題至今未得到充分認識。本項目擬採用大渦模擬方法，結合理論分析和實驗驗證，對反應性重氣泡內激波聚焦引發射流與點火的機理進行深入研究，具體分析激波聚焦、射流引發、射流三維空間結構演化、點火、火焰傳播、燃燒過程對氣泡界面形態和射流發展影響等諸方面的問題，並探討激波強度、氣體屬性等初始條件的影響，重點考察反射激波對變形重氣泡的作用。相關研究可以澄清激波聚焦引發射流與點火過程的內在機理，為在實際中合理利用激波聚焦現象提供理論基礎和具體指導。
結題摘要
激波與不同密度氣泡界面的相互作用蘊含了複雜的物理化學機制，因此，採用高精度數值格式對入射及反射激波分別與惰性氣泡及火焰的作用過程進行了數值研究。本項目的主要結論是： (1)入射激波在SF6重氣泡內的聚焦過程分成兩個階段完成，氣泡下游附近的高壓區和渦量分布對形成射流均有促進作用。當改變激波反射距離後，適當的距離會使反射激波與氣泡二次作用後在氣泡左側界面引發射流。 (2)強激波對Kr重氣泡有更強的壓縮與擾動作用，形成更強的渦，彎曲項和拉伸效應是流向渦形成的最主要來源。 (3)斜壓項在火焰區內渦量變化中起主導，促進渦量生成。 (4)激波誘導火焰界面過程可促進未燃氣與可燃氣的混合，進而強化燃燒，但燃燒的增強卻能抑制混合。越長的激波反射距離，流場黏性的影響越強，能抑制火焰界面的皺褶。 (5)激波強度和火焰尺寸增加均可在流場中引發爆轟，而爆轟可使火焰迅速膨脹，提高放熱率，從而影響燃燒特性。 (6)波後火焰區內Okubo-Weiss函式積分量基本守恆，且波後火焰區的流動拓撲分類主要以焦點和鞍點為主。 (7)三維火焰在不同可壓縮性區域內總體上受旋轉控制；此外，Q-R平面的“淚珠狀”分布表明反射激波後火焰區的湍流化程度較高，而 QS*-QW平面中的機率密度分布表明可壓縮區具有更大的耗散。
