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题名基元化学反应一维爆轰波的数值模拟
被引量：4
- 1
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作者
李廷文
王健平
叶朝晖
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机构
北京大学工学院力学与空天技术系燃烧推进动力研究中心
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出处
《空气动力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2007年第2期199-204,共6页
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基金
国家自然科学基金(90305013)
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文摘
应用基元化学反应模型对一维氢氧混合气体爆轰波进行数值模拟。采用一端高温高压点火起爆的方式,模拟爆轰波的传播。对一维爆轰波的结构、传播特征以及各个化学组分的变化趋势进行了研究。通过将模拟的结果同国内外的研究结果进行对比,发现了一些规律,为多维爆轰波的数值模拟和脉冲爆轰发动机的研究奠定一定的基础。
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关键词
爆轰波
基元化学反应模型
脉冲爆轰发动机
诱导反应区
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Keywords
detonation wave
detailed chemical reaction model
induction zone
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分类号
O381
[理学—流体力学]
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题名爆轰波在楔面上反射数值分析
被引量：14
- 2
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作者
胡宗民
高云亮
张德良
杨国伟
姜宗林
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机构
中国科学院力学研究所高温气动重点实验室
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出处
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2004年第4期385-392,共8页
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基金
国家自然科学基金(10276035)
中国工程物理研究院联合资助项目~~
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文摘
应用基元反应模型和频散可控耗散格式(DCD)对氢氧爆轰波在楔面反射进行了数值模拟,计算中氢氧混合物的化学反应采用了8种组分20个反应方程式,在处理化学反应引起的刚性问题时采用了时间算子分裂的方法,模拟了爆轰波在楔面反射由马赫反射向规则反射转变的过程,得到了反射转变临界角,同时考虑了初始压力和组分的影响,并和实验及理论分析结果进行了比较,结果是令人满意的。
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关键词
爆轰波
楔面
反射
数值分析
频散可控耗散格式
基元反应模型
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Keywords
detonation wave
wedge
reflection
detailed chemically reacting model
DCD scheme
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分类号
O382
[理学—流体力学]
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题名共用尾喷管多管脉冲爆震发动机数值模拟研究
被引量：9
- 3
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作者
李建中
王家骅
王春
张德良
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机构
南京航空航天大学能源与动力学院
中国科学院力学研究所高温气动重点试验室
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出处
《空气动力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2008年第1期96-100,共5页
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基金
南京航空航天大学科研创新基金资助(Y0802-021)
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文摘
采用基元反应模型和显式迎风TVD差分格式数值模拟方法,研究共用尾喷管多管脉冲爆震发动机(PulseDetonation Engine,简称PDE)各爆震管之间相互影响。采用点隐算法解决化学反应引起的刚性问题,模拟了共用尾喷管内的流场,以及爆震波退化为激波遇到尾喷管收敛斜面反射及反射波向爆震管上游传播的过程。研究结果为多管PDE的共用尾喷管设计提供了理论基础。
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关键词
脉冲爆震发动机
数值模拟
共用尾喷管
基元反应模型
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Keywords
pulse detonation engine
numerical simulation
common nozzle
detailed chemically reacting model
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分类号
V235.22
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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题名气相爆轰波传播特性的数值模拟及实验对照
被引量：2
- 4
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作者
胡宗民
孙宇峰
郭长铭
张德良
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机构
中国科学院力学研究所高温气体动力学重点实验室
MEDept.UniversityofConnecticut
中国科学技术大学
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出处
《空气动力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2005年第2期178-182,194,共6页
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基金
国家自然科学基金
中国工程物理研究院联合资助(10276035).
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文摘
本文应用基元反应模型和频散可控耗散格式(DCD)对氢氧爆轰波进行了二维数值模拟。氢氧混合物的化学反应模型考虑了8种组分20个反应方程式。在处理化学反应引起的刚性问题时采用了时间算子分裂的方法。本文首先对爆轰波数值结果和实验结果进行了对照验证,然后对爆轰波在楔面反射由马赫反射向规则反射转变的过程进行了数值分析,得到了反射转变临界角,并和实验结果及理论分析进行了比较,结果是令人满意的;本文还对爆轰波的多波结构进行了初步的数值分析。
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关键词
爆轰波
楔面
胞格
烟迹
基元反应模型
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Keywords
Chemical reactions
Computer simulation
Detonation
Experiments
Gases
Hydrogen
Kinetic theory
Oxygen
Soot
Waves
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分类号
V211.3
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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题名球面聚心气相爆轰波传播过程的数值研究
被引量：2
- 5
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作者
常利娜
姜宗林
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机构
北京应用物理与计算数学研究所计算物理实验室
中国科学院力学研究所LHD实验室
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出处
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2006年第3期296-301,共6页
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基金
国家自然科学基金资助项目(90205027).
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文摘
应用频散可控耗散格式对球面聚心气相爆轰波的传播过程进行了数值模拟研究．通过跟踪波阵面上压力和温度变化,分析这些参数在爆轰波传播过程中的演变规律,及其与几何尺度和初始条件之间的依赖关系．研究结果表明,仅在远场波面压力的变化近似只依赖于r／R,对称中心附近则需要考虑初始半径R的影响;波面压力与初始压力的变化呈线性关系;汇聚过程中温度升高比压力慢得多．
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关键词
气相爆轰波
球面聚心
过爆轰
基元反应模型
频散可控耗散格式
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Keywords
gas detonation, spherically imploding, overdriven, elementary reaction model, dispersion controlled dissipative scheme
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分类号
O381
[理学—流体力学]
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题名固体氧化物燃料电池积碳效应数值模拟
被引量：3
- 6
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作者
王怡楠
王雨晴
张瑞宇
李晓晓
史翊翔
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机构
北京理工大学机电学院
清华大学能源与动力工程系
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出处
《洁净煤技术》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第3期40-48,共9页
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基金
国家自然科学基金资助项目(52176176)。
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文摘
燃料灵活性是固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell,SOFC)的显著优势之一,但在使用碳氢化合物为燃料时,阳极碳沉积导致的电池性能衰减是影响SOFC长期稳定运行的最主要原因之一。为探明阳极碳沉积对电池性能的影响机制,构建了以合成气(H_(2)、CO、H_(2)O、CO_(2)、CH_(4))为燃料的固体氧化物燃料电池一维瞬态基元反应动力学模型,模型考虑了阳极非均相反应、电化学反应、电极微观结构演变、电荷和质量传输过程以及碳相变过程的耦合效应。参考试验中不同时刻的电化学阻抗谱验证了模型的准确性,基于该模型提出了SOFC阳极碳沉积机制:在高温(>1000 K)条件下,碳以薄膜碳的形式覆盖在阳极Ni表面和Ni/YSZ/气体三相界面,阻断了非均相反应和电荷转移反应的进行;在较低温度(<1000 K)条件下,薄膜碳演化为固体碳,固体碳生长在多孔阳极内部,堵塞阳极孔隙,阻碍燃料气体扩散。所构建模型可以反映出这一机制。最后,利用模型研究不同燃料组分下阳极碳沉积导致的SOFC性能衰减。研究表明,降低燃料中CH_(4)含量,可有效降低SOFC的性能衰减速度,提升SOFC运行性能。
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关键词
固体氧化物燃料电池
阳极碳沉积
性能衰减
基元反应模型
相变
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Keywords
SOFC
anode carbon deposition
degradation
elementary kinetics modeling
phase transition
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分类号
TK16
[动力工程及工程热物理—热能工程]
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题名爆轰波平掠惰性气体界面及其解耦现象的数值研究
被引量：3
- 7
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作者
王春
张德良
姜宗林
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机构
中国科学院力学研究所
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出处
《爆炸与冲击》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2006年第6期556-561,共6页
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基金
国家自然科学基金项目(90205027)
中国博士后基金项目(2005037444)
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文摘
采用基元化学反应模型和迎风TVD格式,数值研究了爆轰波平掠惰性气体界面时的物理现象及其作用机制,并用点隐方法克服化学反应源项引起的计算刚性。数值结果显示,当爆轰波平掠过惰性气体界面时,形成了爆轰波、界面、透射激波以及稀疏波相互作用的现象。在高N2比例稀释的可燃混合气体情况下,当爆轰波平掠过特定惰性气体界面时,它与惰性气体界面相互作用产生的稀疏波可以导致爆轰波的解耦。
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关键词
爆炸力学
爆轰现象
基元化学反应模型
惰性气体
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Keywords
mechanics of explosion
detonation phenomena
elemental reaction model
inert gas
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分类号
O381
[理学—流体力学]
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题名爆轰波通过扩张喷管的双曝光全息实验和数值研究
被引量：4
- 8
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作者
李辉煌
朱雨建
杨基明
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机构
中国科学技术大学力学和机械工程系
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出处
《爆炸与冲击》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2005年第5期445-450,共6页
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基金
国家自然科学基金项目(10272099)
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文摘
结合实验和数值模拟方法,对以脉冲爆轰发动机为背景的爆轰波通过扩张喷管的流动进行了系列研究。实验采用双曝光全息干涉方法对爆轰波绕射流场进行测量,得到了比传统的纹影法更清晰和可定量化的照片。发展了基于非结构四边形网格自适应有限体积程序,结合基元化学反应模型对扩张喷管中爆轰化学反应流场进行了数值模拟,模拟结果与实验照片吻合较好。实验和数值模拟结果表明,爆轰波绕射具有许多和激波绕射不同的流场特征,其中包括二次起爆现象、化学反应面与前导激波相脱离而引起的复杂流场等,同时初始压力和扩张角度变化也对爆轰波绕射过程产生较大影响,初始压力越低,化学反应区和前导激波分离现象越明显,且前导激波的曲率越大。
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关键词
爆炸力学
爆轰波绕射
双曝光全息干涉
自适应非结构网格
基元化学反应模型
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Keywords
mechanics of explosion
detonation diffraction
double exposure holographic
adaptive finite volume method
kinetic chemical reaction model
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分类号
O381
[理学—流体力学]
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题名一维与二维爆轰传播的时空关联特性数值研究
- 9
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作者
张文硕
杨鹏飞
姜宗林
刘云峰
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机构
中国科学院力学研究所高温气体动力学国家重点实验室
中国科学院大学工程科学学院
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出处
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第7期2069-2078,共10页
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基金
国家自然科学基金资助项目(11532014)。
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文摘
一维爆轰传播的理论完备、计算准确,二维斜爆轰传播由于壁面与黏性效应,大尺度、高精度预测还有一定难度.利用Euler方程和H2-Air基元反应模型,对二维有限长楔面诱导的斜爆轰和活塞驱动一维非定常正爆轰进行计算比较研究,从时空两个维度方面,分析了两者在起爆过程、稀疏波传播、爆轰波面演化中的关联特性.研究结果表明:在过驱动度相同的条件下,经过时空变换的活塞驱动一维爆轰传播与二维驻定斜爆轰在起爆区波系结构、波面演化特征和主要参数分布规律方面无论定性或者定量对比均符合较好,所以,一维非定常爆轰和二维驻定斜爆轰具有时空相关性.两者的差异主要体现在过驱动斜爆轰受稀疏波影响过渡到近Chapman-Jouguet(C-J)爆轰状态所需的弛豫时间不同,原因可能是起源于活塞和壁面稀疏波强度的差异.本文提出的一维与二维爆轰传播的时空关联方法不仅有助于认知斜爆轰起爆、过驱爆轰产生、胞格爆轰演化的三阶段规律,还可以对比揭示壁面、边界层和黏性效应的影响,应用在斜爆轰发动机燃烧室设计中能够有效节约计算时间和成本,并降低复杂度.
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关键词
斜爆轰
活塞
时空关联
基元反应模型
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Keywords
oblique detonation wave
piston
space-time correlation
detailed chemical kinetics
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分类号
O381
[理学—流体力学]
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