Исследование влияния неоднородно перемешанной горючей смеси на пересжатую детонационную волну
Автор: Иван Александрович Филатов
Соавторы: Егорян А.Д., Александров В.Г.
Организация: ФАУ "ЦИАМ им П.И. Баранова"
Горение водородно-воздушной смеси в детонационной волне является сложным процессом, для реализации которого требуется исследовать сразу несколько разных аспектов. Устойчивость детонационных волн и возможности по их стабилизации в каналах переменной площади до некоторой степени изучены. Основанием для этой работы служат выводы о том, что возможно получать течения с устойчивой, относительно достаточно больших возмущений газодинамических параметров, пересжатой детонационной волной. Результаты, продемонстрированные в работе, являются частью исследования влияния неоднородно перемешанной смеси на течения с пересжатой детонационной волной в расширяющихся каналах. Кроме того, они продолжают предшествующие работы, где были сделаны выводы о возможности получения квазистационарного процесса горения в пересжатой детонационной волне в потоке горючей смеси с распределенной по синусоиде массовой долей водорода [1,2].
В работе представлены результаты расчетов процесса горения при различных распределениях газодинамических параметров и массовых долей водорода, соответствующих различным участкам струй в спутном потоке. Расчеты проведены в двумерной и трехмерной постановке посредством интегрирования уравнений Эйлера, дополненных кинетическим механизмом горения водорода в воздухе [3]. На основе результатов двумерных расчетов проведено сравнение картин течения и параметров, характеризующих процесс горения. Анализ полученных результатов показывает снижение стабильности процесса горения при уменьшении степени смешения водородно-воздушной смеси. В трехмерной постановке получены результаты, согласующиеся с картинами течений в двумерных расчетах. На рисунке изображены изоповерхности массовой доли водорода, полученные в расчете.
1. Егорян А.Д., Филатов И.А. Устойчивость течения с детонационной волной в канале переменного сечения // XIII Всероссийский съезд по теоретической и прикладной механике. 2023 г. Т. 2. С. 757–759.
2.V. G. Aleksandrov, A. D. Egoryan, I. A. Filatov. Flows with an Overcompressed Detonation Wave in Variable-Area Channels / // Fluid Dynamics. – 2025. – Vol. 60, No. 1. – P. 1-10.
3.В. Г. Александров, А. Д. Егорян. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2017615474 Российская Федерация. "Расчётный модуль для моделирования течений химически активных сред" ("SimFloCAM"): № 2017612580; заявитель Федеральное государственное унитарное предприятие «Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова».
