基于自适应网格的钝头体激波诱导燃烧现象数值模拟研究

• 作者: 陈伟强 刘彧 王兰 肖保国
• 来源期刊: 推进技术
• 关键词: 自适应网格加密 激波诱导燃烧 爆震 限制器 化学反应机理
• 年，卷（期）: 2021,（4）
• 所属期刊栏目: 爆震基础机理|Basic Mechanism of Detonation
• 页码范围: 776-785
• 页数: 10页
• 分类号: V231.2
• 语种: 中文
• DOI: 10.13675/j.cnki.tjjs.200748

摘要

钝头体激波诱导燃烧是爆震研究的一个基本问题.针对化学恰当量比的H2/Air预混气体在Ma=4.79和Ma=6.46时的激波诱导燃烧现象开展数值研究,采用基于有限体积法的块结构自适应网格加密程序AMROC,对带化学反应源项的轴对称Euler方程解耦求解,考察了数值模拟中不同形式的MUSCL重构格式、限制器类型以及化学反应机理等重要因素对模拟结果的影响.结果表明,程序能够根据设定的加密判据较好地实现网格自适应加密,减小总网格量,实现高效数值模拟.与实验数据的对比表明,非定常激波诱导燃烧算例的准确程度不仅取决于化学反应机理,也取决于限制器类型,而采用两种不同形式的MUSCL重构格式获得的振荡频率则几乎一致,与试验结果的误差分别为1.17％和0.97％.模拟对比经典的Jachimowski机理和近年来新发展的几种包含压力相关反应步的氢/氧反应机理,模拟结果表明:对于Ma=4.79时的非定常激波诱导燃烧模拟,经典的Jachimowski机理仍然是能够给出与实验结果最接近的反应机理;而对于Ma=6.46时的定常激波诱导燃烧模拟,几种反应机理均能给出与实验吻合较好的结果.