陈 达 宁建国 李 健

(北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室,北京 100081)

引言

气相介质通常存在非均匀性,区别于经典的气相爆轰理论,非均匀气相介质的爆轰机理研究面临许多挑战性的基础理论问题.研究非均匀气相介质的爆轰过程具有极为重要的实际应用价值,可以为工业安全防护和爆轰推进设计提供重要的理论和技术支持.

在可燃气体泄露后的流场中,非均匀性以各个热力学状态参数的空间分布梯度的形式体现,学者们研究了气体组分浓度梯度[1-3]或者温度梯度[4-5]对爆轰波波阵面和传播极限的影响.当前对于非均匀气相介质爆轰波的研究主要集中于热力学状态参数的空间分布存在梯度这一模型,进而研究梯度分布对爆轰波波阵面和传播极限的影响.在可燃气体泄露后的流场和爆轰发动机的工作过程中,存在着多方向的组分浓度梯度或者温度梯度.国内外很多学者对垂直于传播方向存在组分浓度梯度的气体混合物的爆轰传播过程,特别是波阵面的演化过程,进行了实验[6-8]和数值模拟[9-11]研究.Ishii 和Kojima[6]研究了波前介质非均匀对爆轰波阵面形状和爆轰不稳定性的影响,结果表明,波阵面会形成一偏转角,并且该角度随局部梯度的增加而增加.Ettner 等[12]研究了直管中不同浓度梯度对爆轰波阵面、爆轰稳定性和压力分布等的影响,结果表明,壁面的约束使得波阵面出现弯曲或者马赫反射,但不会出现规则……