赵永耀，张艳敏，马 腾

（1.晋中学院 数学系，山西 晋中 030619；2.山西焦煤集团有限责任公司，山西 太原 030024；3.山西工程科技职业大学现代物流学院，山西 晋中 030619）

0 引言

可燃气体爆炸对工业安全生产带来巨大威胁.发生爆炸之后，火焰燃烧速度迅速增加，其传播模式可分为爆燃和爆轰两种.相比爆燃模式，爆轰更能造成严重的后果，因此可燃气体爆燃和爆轰一直是工业安全防灾、减灾领域的研究热点.

常见火焰传播从弱点火开始，然后逐渐加速，从速度为几米/秒的层流火焰到速度为几百米/秒的湍流火焰，进而在临界条件下发生爆燃转爆轰（DDT）.很多学者都通过理论、实验和数值模拟的方法研究了DDT［1～6］，认为DDT 涉及爆燃波、激波、边界层、流动不稳定、湍流、化学反应及这些因素之间的相互作用.数值模拟研究爆炸过程时，对于爆燃阶段，因为速度低于声速，粘性在传播过程中影响较大，因此考虑用带有粘性的N-S 方程，当火焰以爆轰波形式传播时，速度达到2 000 m/s 量级，粘性作用可以忽略，此时可以采用欧拉方程.采用N-S 方程或欧拉方程时，要建立包括质量、动量、能量以及化学反应守恒的方程组，这给数值模拟带来巨大的计算量，成为数值模拟方法急需解决的问题.

另一方面，对DDT 判据的研究，有学者在实验中观察到，当爆燃速度达到约65%的CJ 爆轰速度时，即接近燃烧产物的声速时DDT 发生［7］.也有学者用压力梯度超过某定值时可判断DDT 发生［8］.DDT 过程影响因素众多而且非常复杂，往往是在……