余明高，陈传东，王雪燕，韩世新，马梓茂

(1.重庆大学 煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室,重庆 400044; 2.河南理工大学 安全科学与工程学院,河南 焦作 454003)

矿井瓦斯爆炸事故时有发生[1-2]，其中非均匀预混瓦斯爆炸占绝大部分事故类型[3-5]。非均匀预混瓦斯爆炸事故中，涌出的瓦斯在巷道内扩散时间不足，形成体积分数梯度场是区别于均匀预混爆炸事故的主要原因[6]，且极大影响了爆炸反应速率及最大爆炸超压[7-8]。故研究非均匀预混瓦斯爆炸对控制矿井瓦斯爆炸事故人员伤亡、减少事故危害等具有重要意义[9]。

近年来，国内外学者针对均匀及非均匀预混的火焰传播特性和最大爆炸超压进行了大量研究。CLANET和SEARBY[10]对管道内甲烷空气均匀预混爆炸的实验及数值模拟研究表明，预混火焰在管道内传播经历球形—指形—火焰接触壁面—郁金香火焰4个阶段。与此同时，BYCHKOV等[11]在此基础上提出了初期阶段火焰加速和郁金香火焰形成的理论模型，并认为郁金香火焰的形成与火焰雷诺数相关。GONZALEA[12]通过数值模拟方法研究了封闭管道中火焰与声波的相互作用，他认为火焰后期的形状变化与周期性振荡现象是火焰前锋与压力波相互作用的结果，其作用机理可以解释为Taylor不稳定性。然而，管道内均匀预混火焰与非均匀预混火焰结构有很大差别。PHILLIPS[13]通过实验研究首次提出了大空间下甲烷空气非均匀预混三重火焰的存在，并详细解释了三重火焰下浓预混分支、稀预混分支、扩散火焰分支的构成。……