赵焕娟，药慧妹，林 敏，萧星宇，王家俊

(1.北京科技大学土木与资源工程学院，北京 100083 2.河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点试验室--省部共建国家重点试验室培育基地，河南焦作 454003 3.北京航空航天大学可靠性与系统工程学院，北京 100191 4.麦吉尔大学机械学院，蒙特利尔，QC H3A 0G4)

1 研究背景

爆轰波是一种以超声速或高超声速传播的燃烧波，在某些可燃介质中的传播速度甚至高达每秒几千米，并维持稳定的激波强度[1-2]。开展爆轰波的临界条件研究具有重要意义。能源安全领域无可避免地涉及各种爆燃爆轰形态[3]，爆轰波的形成是许多重大事故不可忽视的重要原因之一，也是研究事故发生、发展的关键内容。此外，随着对爆轰形成过程和传播机理的进一步研究发现，利用爆轰释放的巨大能量可以将其高破坏性转化为强驱动力，更高效地解决工程实际中的某些问题，如冲压加速发射技术、常规兵器、高能碰撞、超高速动力试验等[4-6]。

爆轰胞格结构是气相爆轰机理研究的基础[7-9]，受边界条件影响，与初始压力、爆轰极限、爆轰速度等条件有关，研究过程通常采用数字图像处置技术。T. P. Gavrilenko等[10]采用C2H2+O2，设计临界直径为25 mm，初始压力为2.200 kPa的试验，记录爆轰波逐步收敛的过程发现，爆轰波向中心汇聚时，小半径处某些相邻轨迹会合并，横波数量略有减少。喻建良等[11]利用内径12.7 mm，管长3.5 m的圆形截面管道，研究了初始压力30，18，14，12，8 kPa时管道中甲烷与氧气混合气体爆炸火焰的传播速度及爆轰波胞格结构，发现初始压力不同时，会出现不同的火焰传播模式，其胞格结构也会产生变化。……