Дифракция волновых процессов газовзвесей

В работе дан обзор численных исследований по взаимодействию ударных волн и волн гетерогенной детонации Чепмена - Жуге, а также ячеистой детонации в смеси алюминиевых частиц и кислорода, выполненных в основном в ИТПМ СО РАН. Для инертных смесей получены аналитические критерии переходов регулярных типов отражения ударных волн к нерегулярным. Рассмотрены переходы детонационных течений из узкой части канала в неограниченное в поперечном направлении пространство, а также и в канал с большей, но конечной шириной. Определены три типа течения: - докритическое (срыв детонации), - критическое (срыв с последующей реинициацией) и - сверхкритическое (непрерывное распространение детонации). В плоскости (радиус частиц - ширина узкой части канала) построена карта решений, определяющая тип соответствующего детонационного течения.

Ключевые слова

смеси газа и твердых частиц, гетерогенная детонация, численное моделирование.

Литература

1. Баженова, Т.А. Нестационарные взаимодействия ударных волн / Т.А. Баженова, Л.Г. Гвоздева. - М.: Наука, 1977. - 206 с.
2. Голуб, В.В. Импульсные сверхзвуковые струйные течения / В.В. Голуб, Т.В. Баженова. - М.: Наука, 2008. - 279 с.
3. Арутюнян, Г.М. Отраженные ударные волны / Г.М. Арутюнян, Л.В. Карчевский. - М.: Машгиз, 1973. - 376 с.
4. Kutushev, A.G. Numerical Investigation of Burning and Detonation of Monofuel Mixtures Suspensions in Sharply Extended Tubes / A.G. Kutushev, L.V. Shorohova // Advances in Confined Detonations. - Moscow: TORUS PRESS Ltd, 2002. - P. 161-166.
5. Кутушев, А.Г. Численное исследование процессов горения и детонации аэровзвесей унитарного топлива в резкорасширяющихся трубах / А.Г. Кутушев, Л.В. Шорохова // Хим. физика. - 2003. - Т. 22, № 8. - С. 94-99.
6. A Study of Detonation Diffraction in the Ignition-and-Growth Model / A.K. Kapila, D.W. Schwendeman, J.B. Bdzil, W.D. Henshaw // Combust. Theory and Modeling. - 2007. - № 11. - P. 781-822.
7. Shock Wave Diffraction by a Square Cavity Filled with Dusty Gas / B.Y. Wang, Q.S. Wu, C. Wang , et al // Shock Waves. - 2001. - V. 11. - P. 7-14.
8. Математическое моделирование подъема пыли с поверхности / А.В. Федоров, Н.Н. Федорова, И.А. Федорченко, В.М. Фомин // Прикл. механика и техн. физика. - 2002. - Т. 43, № 6. - С. 113-125.
9. Федоров, А.В. Отражение ударной волны в облаке пыли / А.В. Федоров, Ю.В. Харламова, Т.А. Хмель // Физика горения и взрыва. - 2007. - Т. 43, № 1. - С. 121-131.
10. Федоров, А.В. Численное исследование дифракции ударных волн в каналах переменного сечения в газовзвесях / / А.В. Федоров, Ю.В. Кратова, Т.А. Хмель // Физика горения и взрыва. - 2008. - Т. 44, № 1. - C. 85-95.
11. Федоров, А.В. Воспламенение газовзвеси частиц металлов при реальном взрыве. II. Одномерное нестационарное приближение / А.В. Федоров, Е.В. Тетенов, Б. Вессьер // Физика горения и взрыва. - 1991. - T. 27, № 5. - C. 22-28.
12. Кратова, Ю.В. Дифракция плоской детонационной волны на обратном уступе в газовзвеси / Ю.В. Кратова, А.В. Федоров, Т.А. Хмель // Физика горения и взрыва. - 2009. - T. 45, № 5. - C. 1-12.
13. Хмель, Т.А. Моделирование гетерогенной детонации газовзвесей с неполным сгоранием частиц: дис. ... д-ра физ.-мат. наук / Т.А. Хмель. - Новосибирск, 2011. - 318 с.
14. Кратова, Ю.В. Распространение детонационных волн в газовзвесях в каналах с переменным сечением / Ю.В. Кратова, А.В. Федоров, Т.А. Хмель // Физика горения и взрыва. - 2011. - T. 47, № 1. - C. 1-11.
15. Hemeryck, L. Numerical Investigation of Transient Detonation Waves / L. Hemeryck, M.N. Lefebre, P.J. Van Tiggelen // High-Speed Deflagration and Detonation. Fundamental and Control / G. Roy et al. (Eds). - Moscow: ELEX-KM Publishers, 2001. - P. 81-96.
16. Benkiewicz, K. Two-Dimensional Numerical Simulations of Multi-Headed Detonations in Oxygen-Aluminum Mixtures Using an Adaptive Mesh Refinement / K. Benkiewicz, A.K. Hayashi // Shock Waves. - 2003. - V. 13. - P. 385-402.
17. Fedorov, A.V. Cellular Detonation Diffraction in Gas-Particle Mixtures / A.V. Fedorov, T.A. Khmel, Yu.V. Kratova // Shock Waves. - 2010. - V. 20. - P. 509-519.