一、一个理想的爆燃转爆轰过程（论文文献综述）
张红伟[1]（2021）在《氢化锆卷扬分散及其爆炸特性实验研究》文中研究说明由于核燃料后处理需要将燃料棒切割开来,而切割过程不可避免会产生氢化锆粉尘,这些粉尘在气流等作用下会发生卷扬、分散和在空气中悬浮,若遇到很小能量的点火源即会发生爆炸。氢化锆卷扬、悬浮以及由弱点火引起的爆炸事故,必须从其特性上对它有深刻认识。目前激波条件下粉尘扬起规律以及氢化锆爆炸特性的研究还非常鲜见。本文综合运用内径125 mm的透明耐压有机玻璃管道及带可视窗口的钢制管道,运用高速摄像技术、压力及火焰采集技术、PIV粒子图像测速技术,对氢化锆卷扬分散及其爆炸过程进行了研究,得到以下结论:通过在有机玻璃管中开展激波作用沉积粉尘实验,证实了粉尘卷扬过程出现赫尔姆斯振荡,运用冲击波的反射理论解释了赫尔姆斯振荡的现象与过程。运用PIV粒子图像测速技术发现了破膜激波卷扬沉积氢化锆的运动过程出现了涡流,消耗了激波的能量。同时,发现破膜燃烧波点燃沉积氢化锆的初期火焰运动过程中出现了速度场的分层,上下层的速度方向相反,大小不等。通过在钢管中开展激波卷扬沉积粉尘致二次爆炸实验,得到氢化锆爆炸是由激波破膜引起的二次爆炸。对氢化锆粒径、氢化锆浓度及管长的影响因素进行分析。弯管对氢化锆爆炸火焰造成扰动,加剧了前驱激波与火焰的耦合作用,压力和速度发生了剧增。氮气与空气的浓度增大至5:1会完全抑制氢化锆爆炸。
陈祥[2]（2020）在《变截面管道内爆轰波起爆及传播特性研究》文中研究表明随着航空航天与宇宙探索事业的发展,未来高性能飞行器迫切需要先进的动力推进装置,脉冲爆震发动机基于爆轰燃烧,具有热效率高、推重比大、适用性广等优点,是未来航空航天领域理想动力装置之一。缓燃向爆震转捩（Deflagration to Detonation Transition,简称DDT）是脉冲爆震发动机研究领域的重点研究内容,有效减小起爆距离和缩短起爆时间是提高脉冲爆震发动机性能的重要举措。本文在充分调研国内外DDT研究动态的基础上,针对管道截面变化对DDT过程的影响问题,采用自主设计的变截面爆轰管道装置,利用压力传感器和离子探针系统对截面突缩管道内DDT特性进行实验研究,获得了管道截面突缩结构对爆轰波起爆及传播特性的影响;并对截面突缩及突扩管道内DDT过程进行二维数值模拟,分析爆轰波起爆过程中火焰及压力的传播行为以及DDT过程的影响因素,主要研究内容和结论如下:（1）设计了三种不同引爆管长度的截面突缩管道装置,建立了截面突缩爆轰实验台,实验研究了截面突缩管道及直管内甲烷/氧气爆轰波起爆及传播特性,实验结果表明:当截面突缩比为5:3、引爆管长度为30cm时,截面突缩对DDT过程有明显的加速作用,初始压力为20和15kPa下,截面突缩管道起爆距离比在直管内分别缩短22%和19%,但截面突缩对稳定爆轰波状态基本没有影响。随着初始压力的升高,DDT过程逐渐加快,管道内各处峰值压力逐渐升高,但是初始压力对稳定爆轰速度影响不大。采用实验和数值模拟相结合的方法研究了截面突缩管道内引爆管长度对爆轰波起爆和传播特性的影响,结果表明:引爆管长度从3050cm时,起爆距离先缩短后增加,稳定爆轰波峰值压力随着引爆管长度的增加而增加。（2）数值模拟研究了截面突缩、突扩管道内甲烷/氧气DDT过程中火焰及压力波发展情况,并对管道突变的结构参数对DDT过程的影响进行分析。结果表明:截面突缩管道内,压力波传播到变截面处,由于截面的阻碍形成回传压力波,受到回传压力波的影响,火焰传播速度暂时降低,但火焰从引爆管进入爆轰管后,速度迅速回升,逐渐以郁金香型火焰形态传播,直至形成爆轰;引爆管内径4060mm即截面突扩比4:3到5:3再到2:1时,起爆距离先缩短后增加;引爆管和爆轰管尺寸相同时,起爆距离和火焰在截面突缩处延迟时间均随着收缩角度的增加而减小。截面突扩管道内,火焰在截面变化处不会受到回传压力波的阻碍,反而会由于突然进入大管径管道而短暂的加速,在引爆管内径合适时,火焰在引爆管内就已形成郁金香型火焰,火焰进入爆轰管后,郁金香火焰遭到破坏,截面突扩程度（截面突扩比、扩张角度）较小时,可在爆轰管内重新形成郁金香火焰,最终形成爆轰;起爆距离和时间随着截面突扩比的增加而减小;引爆管和爆轰管尺寸相同时,扩张角度越大,起爆距离和时间越短。（3）通过不同变截面管道内DDT过程火焰传播速度的对比可以得出:截面突缩管道内,合适的引爆管尺寸可大幅度缩短起爆距离,反之会阻碍爆轰波的形成;截面突扩管道内火焰的加速起爆过程主要受引爆管尺寸的影响,受截面变化的影响较小。对于爆轰波经过截面突变段的传播特性,截面突缩比较小时,爆轰波传播到截面突缩处,部分受到截面阻碍作用的爆轰波形成高温高压区,并向管道中心处移动,另一部分爆轰波可直接传入小管径管道,保持原有状态继续传播。截面突扩比较小时,爆轰波经过截面突扩段不会解耦,但爆轰波形态会由平面波转为球面波,最终再次形成平面波传播。
颜秉健[3]（2019）在《爆轰波传播极限判定准则及抑爆条件研究》文中提出天然气等可燃气体被广泛应用于工业生产、燃气供应等领域。由于可燃气体具有易燃易爆的特性,一旦可燃气体发生泄漏极易引发事故,造成人员伤亡和财产损失。研究可燃气体形成的爆轰波在管道内的传播机理和抑爆措施对可燃气体的安全使用具有重要意义。本文以甲烷为主要实验气体,研究了爆轰波传播极限判定准则λ=πD（λ为爆轰胞格尺寸,D为管道尺寸）的适用条件,明确了爆轰波传播极限的影响因素,根据这些影响因素提出了两项抑爆措施并分析了抑爆措施的效果。通过上述研究明确了爆轰波在近极限状态下的传播规律和两项抑爆措施能够发挥显着效果的条件,为防止爆轰事故、提供有效的抑爆措施提供了理论和实验依据。本文主要工作和结论如下:（1）明确了爆轰波传播极限的判定准则λ=πD的适用条件,研究了爆轰波传播极限的影响因素。在宏观尺寸管道（直径D=36 mm的圆管）中,混合气体的稳定性（根据爆轰时胞格结构是否规则来判断）决定了爆轰波传播极限判定准则是否适用:对于宏观尺寸管道中不稳定性较大的混合气体（爆轰时具有不规则的胞格结构）,判定准则λ=πD成立;当混合气体的不稳定性降低时,爆轰波传播极限判定准则随之失效。在微观尺寸管道（尺寸为2 mm、4.5 mm和7 mm的环形管）中,λ=πD不能作为爆轰传播极限的判据。上述研究结果表明气体的稳定性和边界条件对爆轰波的传播过程影响极大,据此提出了下面两项抑爆措施。（2）研究了多孔吸收材料对爆轰波传播的抑制效果。实验中使用了三种不同尺度（长径比分别为L/D=3.85、7.69和15.38）的多孔吸收材料。对于较短的多孔吸收材料,其对爆轰波传播的抑制作用仅在临界（爆轰波自持续传播的最低压力条件）和亚临界（低于临界压力）的条件下较为显着,而在超临界（压力大于临界）条件下抑爆效果不明显;吸收材料的抑爆效果与其长度正相关。（3）研究了障碍物（孔板）对爆轰波传播的抑制效果。孔板的圆孔直径为d=7 mm、10 mm、15 mm、和20 mm。障碍物对稳定性混合气体形成的爆轰有显着的抑制效果,稳定性混合气体的临界压力（爆轰能够维持的最低压力）随着孔径d的减小而显着增加;对非稳定性气体的爆轰抑制作用不明显,在爆轰初始压力升高时,抑爆效果变差。
赵国焱[4]（2019）在《超声速气流中火焰闪回诱发与火焰传播机制研究》文中提出本文以超燃烧冲压发动机燃烧室内的火焰闪回及火焰传播现象为研究对象,结合实验观测、数值仿真与理论分析等研究手段对超声速燃烧火焰闪回诱发及火焰传播机制进行系统研究。首先对数值格式进行研究。介绍了一套定量评估激波捕捉格式特性方法,旨在避免传统方法中将格式应用到各类测试算例上逐个定性分析的弊端,获得激波捕捉格式在光滑区域波数空间上的传播特性、统一精度条件下计算效率及间断处激波捕捉误差等定量信息,为不同格式相互比较提供客观评价指标;应用以上分析方法对混合格式中的激波感知器进行系统分析,在此基础上发展性能更优的激波感知器;最后将新发展的激波感知器应用在高阶激波捕捉格式上,在保证激波捕捉能力条件下实现较高分辨率、较优计算效率和数值鲁棒性。其次针对预混燃烧问题,建立了火焰面/进度变量模型（FPV）,验证结果表明,FPV模型比传统火焰面模型在流场形态和温度分布曲线结果中与实验值符合更好;进一步考虑压力变化影响,以够提高计算精度、降低数据库容量并缩减计算耗时。最后通过实验观测、数值仿真和理论分析等手段对超燃冲压发动机乙烯燃料等截面燃烧室内的火焰闪回诱发及火焰传播机制进行系统研究。实验从喷注和凹腔构型方面入手研究影响发动机稳定工作的因素,总结诱发火焰闪回现象的内在机理为:（1）凹腔下游较大低速分离区域为猛烈燃烧提供了有利条件;（2）射流弓形激波下游形成的高温、高压、低速区域有利于燃烧增强;（3）燃料驻留时间相对增长会提高燃料预混效率,为高强度燃烧提供保证;（4）较大凹腔长深比提升剪切层与主流之间的物质交换;（5）凹腔后缘形成的撞击激波作用于剪切层并使其抬升,其效果与边界层分离类似;（6）靠近凹腔的氮气喷注形成较强逆压梯度,为火焰闪回提供驱动力。从高速摄影和纹影图中观察到边界层与火焰的强烈作用导致边界层逐渐分离从而形成热力学喉道,造成主流壅塞而诱发火焰闪回现象。在此基础上开展大规模数值仿真,揭示了凹腔下游边界层为火焰闪回的敏感区域,温度波动是火焰闪回的敏感参数。数值仿真中多种因素可以诱发火焰闪回现象,如增加湍流边界层、增加热力学扰动、改善凹腔下游的局部混合效率等。在这些因素的作用下,边界层与火焰的强烈作用使得边界层逐渐分离并占据主流,从而形成热力学喉道并诱发火焰闪回现象。建立了火焰闪回诱发机制模型,通过分析三种无量纲参数影响有效解释了实验与数值仿真中诱发火焰闪回的内在机制:初始温度波动,扰动驻留时间和系统内总体释热量的改变会显着影响燃烧系统的稳定性,当热力学扰动变化范围超过某一阈值时,小扰动便以指数级放大最终诱发火焰闪回现象。
姜春晖[5]（2018）在《基于基元反应的火焰加速与爆燃转爆轰直接数值模拟研究》文中认为随着现代工业生产规模大型化、生产集约化、生产工艺复杂化、生产过程高度自动化,可燃气体爆炸事故所导致的直接、间接损失和社会危害性也随之极速增加,可燃气体爆炸事故的预防和治理工作对可燃气体爆炸机理研究提出了迫切的需求。另外,应用了爆轰推进概念的新型推进技术研究,正成为最新飞行器推进技术研究的突破方向。通过爆燃转爆轰方式产生稳定传播的爆轰波这一方式具有较强的可控性,对于研究新型飞行器推进技术有着重大意义。因此,开展火焰加速以及爆燃转爆轰机理的研究,对于易燃易爆气体爆炸灾害的防治以及爆轰推进技术的研究具有重要的研究意义。本文主要研究工作和创新点如下:（1）基于氢氧6组分7步基元反应模型,建立了三维笛卡尔坐标系下考虑粘性扩散和热传导的多组分可压缩化学反应流体Navier-Stokes方程组。用五阶WENO格式离散空间对流项、六阶中心差分格式离散粘性项、显隐式Additive Runge-Kutta格式离散时间,开发了多维高精度并行计算程序,对多维微尺度光滑直管道中的火焰加速及爆燃转爆轰过程进行了数值模拟研究。利用编写的一维高精度程序对一维稳态层流火焰的传播过程进行了数值模拟研究,研究了网格尺寸对数值模拟结果的影响,给出了不同网格尺寸下一维稳态层流火焰传播过程中特征参数的变化情况,同时验证了程序的收敛性和精度。（2）对微尺度管道中爆燃转爆轰过程进行了二维直接数值模拟研究。实现了微尺度管道内氢氧预混气体从弱点火、火焰加速、爆燃转爆轰再到爆轰传播的全过程。发现由于压力波叠加形成间断,在火焰面前方形成了高密度区域,同时火焰又对火焰面前未反应气体进行加热。这样火焰传入高压高密度预热区域,反应的热释放率提高,使得火焰速度加速增长。这样和温度相关的正反馈机制的形成使得火焰速度急剧提高。（3）运用高精度大规模并行程序对微尺度氢气-氧气预混气体的火焰加速及爆燃转爆轰过程进行了三维数值模拟研究。根据对火焰传播过程中特征参数演化过程的分析,发现可以定性的将整个在管道内氢氧预混气体的火焰加速及爆燃转爆轰过程分为火焰失稳阶段、层流火焰加速阶段、火焰前方压力波形成、反应梯度机理形成、过驱爆轰形成、爆轰传播阶段这6个阶段,分析了每个阶段火焰阵面结构和流场特征参数的特征。（4）通过二维和三维数值模拟,发现微尺度爆轰依靠由粘性效应引起的弯曲爆轰结构能够在没有形成三波结构的情况下维持爆轰波持续传播,并且确定在三维0.24mm管道常温常压弱点火工况下爆轰波传播模式为“驰振式爆轰”。发现在微尺度管道中爆轰波阵面为弱弯曲阵面,弯曲的爆轰阵面与壁面作用使得爆轰波能够自持,壁面的粘性效应对爆轰自持具有正反馈作用。同时,发现壁面的粘性效应会引起火焰的动量损失,进而导致爆速亏损。（5）对管道宽度对爆燃转爆轰过程的影响进行了二维和三维直接数值模拟研究,发现管道宽度与火焰加速率呈明显负相关,DDT时间和DDT距离呈明显正相关。随着管道宽度的增加,根据火焰加速率不同火焰加速至爆轰经历的三个阶段越明显。当管道宽度（底面边长）为0.24mm时,没有观察到明显的回爆现象,而对于管道宽度更大的几种工况,均观察到了明显的回爆现象。（6）研究了三维管道中惰性气体（氮气）浓度对预混气体的火焰加速及爆燃转爆轰过程的影响。研究发现随着惰性气体（氮气）体积浓度的增加,火焰加速过程中湍流火焰阵面变得狭长,火焰前端阵面与管道壁面之间的边界层的厚度逐渐增加,预混气体火焰反应区的能量释放率降低,反应区内分子运动的激烈程度逐渐减弱,反应的剧烈程度降低。过驱爆轰瞬间爆轰波速随着氮气浓度的增加近似线性下降,爆燃转爆轰时间和距离近似指数增长。三维数值模拟结果揭示氮气对氢氧预混气体爆炸具有一定的抑制作用。
许桂阳[6]（2016）在《脉冲爆轰发动机爆轰噪声实验与理论研究》文中提出脉冲爆轰发动机（Pulse Detonation Engine,简称PDE）是利用间歇式爆轰波产生高温高压燃气形成推力的一种新概念发动机。PDE具有循环热效率高、比冲大、结构简单、重量轻和推重比高等优点,在未来的航空航天与兵器领域具有广阔的应用前景。但是PDE在工作时会产生较大的脉冲噪声和强振动直接影响到飞行器隐身以及结构声疲劳等,对PDE整体性能以及飞行器安全构成了严重威胁。随着PDE技术的快速发展和各项关键技术的突破,PDE声学性能逐渐受到了重视,对PDE的声学性能进行研究非常必要。本文搭建了能够准确调节填充系数的气液两相PDE爆轰噪声实验平台,研究了多循环下PDE管型与装填条件（包括填充系数与当量比）对爆轰噪声特性的影响。同时以PDE爆轰噪声为研究对象,对爆轰噪声形成与传播过程进行理论建模,并编制相关数值计算程序对爆轰噪声形成与传播过程进行数值模拟。本文的主要工作如下:（1）搭建了气液两相PDE爆轰噪声实验平台,实现了不同区域内爆轰噪声的测量,并对爆轰噪声时域上的物理特性进行了实验研究。研究表明PDE爆轰噪声主要由冲击噪声与射流噪声组成。冲击噪声与射流噪声都随着距离的增加而减小。当距离较近时,射流噪声衰减速度小于冲击噪声衰减速度;当距离较远时,射流噪声衰减速度大于冲击噪声衰减速度。爆轰噪声声压曲线呈现明显的L型变化规律,拐点之前爆轰噪声峰值与径向距离r的倒数满足三次方变化规律;拐点之后爆轰噪声峰值与径向距离r的倒数满足一次方变化规律。随着距离的增加,0°方向上爆轰噪声A持续时间先减小后增加,B持续时间随着距离增加而增加。当距离r较小时,随着角度的增加,冲击噪声峰值与射流噪声峰值随之减小;当距离r较大时,指向性发生变化,30°方向的PDE冲击噪声峰值与射流噪声峰值最大。（2）针对爆轰噪声特性,将PDE爆轰噪声声场划分为强非线性区、弱非线性区和线性区三个区域。同时对爆轰波在管内形成与传播以及爆轰噪声在强非线性和弱非线性区内传播过程进行数值模拟。其中爆轰波在管内形成与传播以及爆轰噪声在强非线性区传播采用粘性N-S方程进行描述,并采用时空守恒元和求解元方法（简称CE/SE方法）进行求解;弱非线性区域采用The Nonlinear Progressive-wave Equation（简称NPE方程）进行描述,并采用时间分裂方法将NPE方程分解成两项,分别使用CE/SE方法与C-N方法进行求解。研究发现涡的形成与发展对中心轴线上膨胀腔结构形成具有重大影响,进而导致爆轰噪声中射流噪声波形发生震荡。在弱非线性区内,随着传播距离的增加,非线性作用累积,爆轰噪声波形发生畸变同时爆轰噪声波形峰值后移。（3）采用傅里叶变换与小波变换,研究爆轰噪声在全部和局部时间范围的频域特性。根据爆轰噪声在不同小波系数下的能量比例不同,提出判别PDE工作状态的新方法（η11/η5小于5为爆燃阶段,η11/η5大于5为爆轰阶段）。研究表明爆轰噪声属于宽频噪声,在0～100kHz范围内均有信号存在,爆轰噪声频域信号由基频和谐频组成。在10～100Hz频段内,随着频谱中爆轰噪声频率的增加,爆轰噪声信号强度基本保持不变;在100～1000Hz频段内,随着频谱中爆轰噪声频率的增加,爆轰噪声信号强度先减弱后增强;而在1000～100kHz频段内,随着频谱中爆轰噪声频率的增加,PDE爆轰噪声频点声压级总体上呈现下降的趋势。随着角度增加,在100～1OOOHz频段内爆轰噪声信号强度降低。仪器和导线等实验测试设备和外界环境造成的噪声能量主要在500～1000kHz频段内;爆轰噪声中较为陡峭的上升沿能量主要在15.62～125kHz频段内;爆轰噪声原始信号能量主要集中在0～0.98kHz频段内。爆燃阶段,爆燃噪声能量在中高频与低频均有较高的能量分布;爆轰阶段,爆轰噪声能量主要集中在低频;管外爆轰阶段爆轰噪声能量低频集中效应加剧。（4）在搭建的气液两相PDE爆轰噪声实验平台基础上,研究了 PDE管径、喷管形状与引射器对爆轰噪声特性的影响。研究表明随着管径增大,所有角度下所有位置处爆轰噪声峰值均增加。管径越小,指向性由0°方向最大转变为30°方向最大的距离越短。当距离较近时,管径增大,爆轰噪声A持续时间增加,当距离较远时,正好相反。喷管能有效减小爆轰噪声峰值,其中收敛扩张喷管降噪效果最好。收敛喷管收敛角度越大,指向性越明显;相反的,扩张喷管和收敛扩张喷管出口口径越大,指向性越不明显。喷管有利于减小PDE爆轰噪声参考半径r0。对于扩张喷管而言,扩张角度越大,r0越小;对于收敛喷管而言,收敛角度越大,r0越小。加装扩张喷管,几乎所有频率下的爆轰噪声信号强度均下降,并且随着扩张角度增加,减弱效果愈加明显。引射器长度增加,PDE推力增益增加并且有效声压级降低。所有形状下的引射器均能增加PDE推力并降低有效声压级,其中扩张引射器效果最好。PDE推力增益与有效声压值均随着引射器距管口距离的增加先增加后降低。综合降噪与推力增益,可以得出最佳的引射器为x/DPDE=2、LEjector/DEjector=2.61下的扩张引射器。（5）采用可调谐半导体激光吸收光谱技术对反应产物中的H20组分进行了测量,搭建了能够准确调节气液两相PDE填充系数的实验平台,分析了当量比、填充系数对爆轰噪声特性影响,同时对爆轰噪声传播时间误差进行分析,并对其进行抑制。研究表明点火时间间隔随着填充系数的增加而增大,但并非呈理想的正比例关系。随着填充系数的增加,冲击噪声峰值与射流噪声峰值随之增大;在爆燃与爆轰的转折点,冲击噪声峰值与射流噪声峰值显着增加。随着填充系数的增加,当距离较近时指向性明显,当距离较远时指向性不明显。随着填充系数增加,10～50Hz频段内的爆轰噪声信号强度增强,50～200Hz频段内的爆轰噪声信号强度减弱。爆轰噪声峰值、A持续时间与爆轰噪声信号强度均随着当量比增加先增加后减小,在当量比为1.1时,达到最大。利用光电传感器采集点火头点火时产生的光信号,以此判断点火头点火时间误差可以忽略不计。爆轰噪声最大到达时间误差出现在0°方向上最高的填充系数下,达328.22μs。其中管内爆轰波传播最大时间间隔误差发生在过驱爆轰波形成阶段,而管外爆轰噪声最大时间间隔误差发生在强非线性区。加装收敛喷管明显减小爆轰噪声到达时间误差,最大的时间间隔误差仍然出现在相同位置处,但误差减小56.13%。本论文通过数值模拟与实验相结合的方法,对爆轰噪声形成与传播过程进行研究,揭示了气液两相PDE爆轰噪声传播特性,系统研究了多循环下PDE管型与装填条件对爆轰噪声特性的影响,研究结果对于爆轰噪声机理研究以及PDE工程化应用具有重要意义。
修玉娟[7]（2016）在《旋转爆轰热射流起爆技术研究》文中提出成功有效的起爆是爆轰燃烧室成功应用的关键问题之一,热射流起爆对于旋转爆轰燃烧具有独特的优势,是一种十分有效的起爆方式。但采用热射流起爆旋转爆轰燃烧室,需要解决一些问题:起爆管的几何尺寸过大、二者的连接方式、最终形成的热射流的能量参数等。本文主要针对上述问题,通过理论分析和数值计算,对热射流起爆管内能量放大的过程（即DDT过程）、机理、结构影响进行了深入研究。本文以热射流起爆管为研究对象,重点对以氢气和空气的预混气体为工质,进行热射流起爆管中DDT （爆燃转爆轰）过程的数值模拟。本文采用FLUENT数值模拟软件,采用氢气和空气单步化学反应模型,求解N-S方程,对起爆管的二维简化模型进行数值计算,详细分析了起爆管由低能量的点火源,通过复杂的燃烧反应,火焰面与激波面复杂的相互作用,最终形成了用于起爆的爆震热射流。分析了整个DDT过程的发生机理,发现DDT过程的发生是:通过低能量点火首先点燃预混气体发生缓慢燃烧,通过燃烧产生的热量不断提高,压力波叠加,一步步发生爆燃,过程中形成“热点”,发生局部爆炸,最终促进爆震波形成。对爆震热射流直接通入旋转爆轰燃烧室进行起爆点火的过程进行了数值验证,发现起爆效果很理想。通过分析DDT过程的影响因素,对起爆管的几何结构进行优化。发现加快DDT过程的几种有效的方式:根据预混气体的性质选择起爆管的直径,加入障碍物增加扰流特性,选择合适的扰流节距和阻塞比,合适的扰流器的结构、位置、扰流长度,适当的点火位置,提高初始点火能量,选用敏感性较强的气体当量比,合适的预混气初始参数。从物理因素和化学因素方面对DDT过程进行对比和分析,力求得到能量较高的爆轰热射流用于起爆旋转爆轰。结果发现,就以氢气和空气的起爆管而言,存在一个比较合适的起爆管内径,会使DDT距离在光管中达到最短;良好的障碍物结构可以发生扰流作用,促进DDT过程的发生,会使DDT距离大大减小;点火位置存在一个最佳值,能够充分利用壁面的反射优势加强起爆过程,点火能量越高,DDT过程发生得越快速;预混气的初始温度和压力、当量比都会影响DDT距离。这些因素的分析对比为起爆管的结构设计提供了依据。
回岩[8]（2015）在《管道内置障条件下瓦斯爆炸火焰传播规律的研究》文中研究指明瓦斯爆炸是煤矿井下最严重的事故灾害之一，煤矿瓦斯爆炸事故给人民的生命和财产造成了严重的损失。近几年，由于能源消耗的增加，煤炭需求量大幅度提高，瓦斯爆炸事故死亡人数占煤矿事故死亡人数的比例逐年升高，重特大瓦斯爆炸事故频繁发生。因此，预防和控制瓦斯爆炸事故是煤矿安全生产工作中亟待解决的重大问题。本文利用水平长直管道系统研究了置障条件下瓦斯爆炸火焰传播规律，希望为预防和治理煤矿瓦斯事故提供理论依据，主要研究工作如下：（1）建立了大规模水平爆炸管道实验系统，系统主要由管道系统、数据采集系统、高速摄影系统、点火系统和抽真空系统组成；设计外触发装置，保证点火系统、高速摄影系统和数据采集系统能够同时被触发。（2）比较了有无障碍物条件下瓦斯爆炸火焰的传播过程，发现障碍物可以极大地提高火焰传播速度，使火焰加速到上百米每秒甚至发生爆燃转爆轰。研究了障碍物的数量、间距、阻塞比和形状对瓦斯爆炸火焰速度的影响。结果表明，障碍物数量的增多增加了对火焰的扰动，使火焰速度呈现出增加的趋势；障碍物间距越大，火焰传播速度越快，较小间距的障碍物不利于火焰的加速；瓦斯浓度为8%时，半圆形障碍物火焰传播速度最快，其它形状障碍物下火焰传播速度较低；瓦斯浓度为10%时，四孔圆环和挡板障碍物工况下火焰传播速度最小，其它形状障碍物工况下火焰传播趋势相似；障碍物阻塞比越大，未燃气体和激波的相互作用越强，越有利于火焰加速，但火焰在障碍物处的能量损失会随着阻塞比的增加而增大，不利于火焰的传播，因此火焰最终的加速效果是由这两个竞争机制共同决定的。（3）研究了密闭管道中瓦斯爆炸超压分布规律。实验测得的瓦斯爆炸超压一般小于1MPa，激波在传播过程中，一部分能量通过管壁散失到外界，一部分能量传给未燃气体，导致了激波能量下降，爆炸超压随距离呈现下降趋势。激波越过障碍物后受到火焰的影响较小，在不同工况下爆炸超压呈现出相似的分布规律。（4）对密闭管道中火焰传播呈现出复杂的运动过程进行了实验研究，发现了火焰传播的多次振荡、不同加速终态和不同工况下熄灭位置不同等特征。火焰越过障碍物后以湍流形式向前传播，火焰加速诱导产生的激波受到固壁作用在管道中往复运动，未燃气体在激波的作用下会改变运动的方向，因此火焰也会随着未燃气体的流动而改变传播方向，进而发生振荡传播的现象。（5）基于Matlab软件，用平均火焰边界法和最大相似系数法对瓦斯爆炸火焰图像进行处理，得到了视窗处的火焰传播速度。图像处理得到的火焰速度与实验测得的火焰速度吻合较好，最大相似系数法求得的视窗处火焰速度验证了火焰复杂传播过程的现象。
李恒玺[9]（2012）在《气相爆燃（轰）法合成纳米二氧化锡及表征分析》文中研究表明纳米二氧化锡因其独特的性质,在很多方面都有着广泛的应用,由于目前制备方法存在的许多弊端,找到一种更好的制备方法极其必要。气相爆燃法是通过引爆混合气体制备纳米材料的一种新思路,具有产物纯度高、粒径可控等优点。本文主要是对气相爆燃法制备纳米二氧化锡的研究,通过实验总结初始条件对生成纳米颗粒的影响规律。本文的主要研究内容：1.通过气相爆燃的方法,成功制备出了纯净的金红石相纳米二氧化锡颗粒。2.以压力测试和高速摄影为实验手段,测量出了两种不同初始压力下的爆压和爆速,并与计算的理论值进行了对照。3.对以氢气和氧气为爆源,以四氯化锡为前驱体,通过气相爆燃的方法制备出的纳米二氧化锡颗粒进行了表征。实验表明,当SnCl4:H2:O2=l:2:l时,制备二氧化锡粒径、形貌都较好。此时的颗粒粒径在10nm左右,颗粒都呈球形,分布均匀,分散性良好。随着初始温度的升高,纳米氧化锡颗粒有长大的趋势。随着前驱体浓度的增大,二氧化锡颗粒的粒径变大,团聚现象越来越明显。随着氧气含量的增加,二氧化锡颗粒形貌变得不规则,颗粒尺寸变大,有明显的团聚现象。4.在初始压力大于O.1MPa情况下,制备的二氧化锡纳米颗粒的粒径增大到100nm以上,颗粒呈类球形,晶型为金红石相,晶体无缺陷。5.通过假设压力曲线与温度变化曲线之间的相似关系,将温度曲线作用于Kruis模型,通过与实验结果的对比,修正了模型当中的气体粘滞系数,对不同条件下颗粒的变化趋势进行预测。
姜宗林,滕宏辉[10]（2012）在《气相规则胞格爆轰波起爆与传播统一框架的几个关键基础问题研究》文中提出本文综并分析了气规则胞格爆轰在起爆与传播方面研究进展,合高温气体动力学重实验室在爆轰物理方面研究工作,进一步研究了气规则胞格爆轰起爆几个关键础问.这些础问由一个制:非性传播/化学反应过程互作用制;两个本过程:热起爆和化学反应带过程;三个关键物理状态:平衡传播状态、临界起爆状态和稳定胞格尺度等六个关键要组成,是统一框架主要本元.通过六个型物理算例,本文研究了这些关键物理要内在制、表现特征及其客观存在性.应用气规则爆轰起爆与传播统一框架,我们成功地释了目前已有经爆轰理论、应用CFD技获多维爆轰计算和实验研究观察到胞格爆轰图像合理性及其依据关键物理要.
二、一个理想的爆燃转爆轰过程（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、一个理想的爆燃转爆轰过程（论文提纲范文）
（1）氢化锆卷扬分散及其爆炸特性实验研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 粉尘卷扬分散规律和特性研究 |
| 1.2.2 粉尘云点火特性研究 |
| 1.2.3 火焰传播特性研究 |
| 1.2.4 文献总结 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 2 基本概念及粉尘颗粒受力分析 |
| 2.1 基本概念 |
| 2.1.1 粉尘 |
| 2.1.1.1 粉尘粒径 |
| 2.1.1.2 粉尘爆炸性 |
| 2.1.2 燃烧与爆炸 |
| 2.1.3 激波 |
| 2.1.3.1 激波速度与激波强度的关系 |
| 2.1.3.2 爆炸冲击波的结构 |
| 2.2 粉尘颗粒受力分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 配气系统设计及粉尘粒径分析 |
| 3.1 甲烷最佳爆炸浓度计算及校核 |
| 3.1.1 实验装置 |
| 3.1.2 理论计算 |
| 3.1.3 实验步骤 |
| 3.1.4 实验方法 |
| 3.1.5 实验结果 |
| 3.2 膜片强度计算及校验 |
| 3.2.1 实验装置 |
| 3.2.2 理论计算 |
| 3.2.3 实验步骤 |
| 3.2.4 实验方法 |
| 3.2.5 实验结果 |
| 3.3 氢化锆粒径分析 |
| 3.3.1 实验装置 |
| 3.3.2 实验步骤 |
| 3.3.3 实验结果 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 氢化锆卷扬分散实验研究 |
| 4.1 实验平台 |
| 4.1.1 氢化锆卷扬及火焰传播管道 |
| 4.1.2 配气和点火系统 |
| 4.1.3 数据采集系统 |
| 4.1.4 高速摄像机 |
| 4.2 氢化锆卷扬分散实验 |
| 4.2.1 实验步骤 |
| 4.2.2 实验结果 |
| 4.2.2.1 卷扬运动过程 |
| 4.2.2.2 悬浮过程 |
| 4.3 氢化锆火焰传播实验 |
| 4.3.1 实验步骤 |
| 4.3.2 实验结果 |
| 4.3.2.1 火焰过程 |
| 4.3.2.2 氢化锆浓度对火焰传播的影响 |
| 4.3.2.3 铺设方式对火焰传播的影响 |
| 4.4 氢化锆卷扬及火焰粒子图像测试实验 |
| 4.4.1 实验装置 |
| 4.4.2 实验结果 |
| 4.4.2.1 氢化锆卷扬 |
| 4.4.2.2 氢化锆火焰 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 氢化锆二次爆炸实验研究 |
| 5.1 实验平台 |
| 5.1.1 配气和点火系统 |
| 5.1.2 数据采集系统 |
| 5.2 氢化锆直管爆炸实验 |
| 5.2.1 实验管道 |
| 5.2.2 实验步骤 |
| 5.2.3 激波卷扬二次爆炸过程 |
| 5.2.4 粉尘爆炸影响因素分析 |
| 5.2.4.1 粉尘浓度 |
| 5.2.4.2 粒径 |
| 5.2.4.3 管长 |
| 5.3 氢化锆弯管爆炸实验 |
| 5.3.1 实验管道 |
| 5.3.2 实验结果 |
| 5.4 氮气抑爆实验 |
| 5.4.1 实验管道 |
| 5.4.2 氮气浓度计算 |
| 5.4.3 实验结果 |
| 5.4.3.1 压力 |
| 5.4.3.2 火焰速度 |
| 5.4.3.3 高速帧图 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 本文不足及展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间研究成果 |
| 致谢 |
（2）变截面管道内爆轰波起爆及传播特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 爆轰波基本概念 |
| 1.2.1 爆轰现象 |
| 1.2.2 C-J理论及ZND模型 |
| 1.2.3 缓燃向爆震转捩(DDT) |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 直管内DDT过程研究现状 |
| 1.3.2 变截面管道内DDT过程研究现状 |
| 1.3.3 其他管道内爆轰波传播研究现状 |
| 1.3.4 研究现状总结 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 第二章 实验系统及数值模型的建立 |
| 2.1 实验系统 |
| 2.1.1 爆轰管道系统 |
| 2.1.2 点火系统设备 |
| 2.1.3 充、配气系统 |
| 2.1.4 数据采集系统 |
| 2.1.5 实验准备及实验过程 |
| 2.2 数值模拟方法 |
| 2.2.1 基本假设 |
| 2.2.2 控制方程 |
| 2.2.3 湍流模型 |
| 2.2.4 化学反应模型 |
| 2.2.5 数值方法 |
| 2.3 数值模型验证 |
| 2.3.1 网格及时间独立性验证 |
| 2.3.2 实验验证 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 爆轰波起爆及传播特性的影响因素分析 |
| 3.1 截面突缩管道与直管内DDT过程对比 |
| 3.2 初始压力对火焰传播特性的影响 |
| 3.3 引爆管长度对火焰传播特性的影响 |
| 3.4 截面突变段爆轰波传播特性 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 管道突缩的结构参数对DDT过程的影响 |
| 4.1 截面突缩管道内火焰及压力波的传播过程 |
| 4.2 截面突缩比对爆轰波起爆特性的影响 |
| 4.3 收缩角度对爆轰波起爆特性的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 管道突扩的结构参数对DDT过程的影响 |
| 5.1 截面突扩管道内火焰及压力波的传播过程 |
| 5.2 截面突扩比对爆轰波起爆特性的影响 |
| 5.3 扩张角度对爆轰波起爆特性的影响 |
| 5.4 不同变截面管道内火焰传播速度对比 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 本文创新点 |
| 6.3 未来展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间发表的学术论文及其他科研成果 |
（3）爆轰波传播极限判定准则及抑爆条件研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 前言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究目的 |
| 1.3 技术路线 |
| 第2章 国内外研究进展 |
| 2.1 爆轰波的理论模型 |
| 2.1.1 CJ爆轰理论模型 |
| 2.1.2 ZND爆轰理论模型 |
| 2.2 爆轰波的传播过程和影响因素 |
| 2.2.1 爆轰波的传播模式 |
| 2.2.2 爆轰波的传播极限 |
| 2.2.3 爆轰波传播极限的影响因素 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 实验系统 |
| 3.1 实验装置 |
| 3.1.1 激波管 |
| 3.1.2 数据记录及采集装置 |
| 3.1.3 点火系统 |
| 3.1.4 混气系统 |
| 3.1.5 安全系统 |
| 3.2 实验操作流程 |
| 3.2.1 准备工作 |
| 3.2.2 实验操作顺序 |
| 第4章 爆轰波传播极限的判定准则 |
| 4.1 实验过程及数据分析方法 |
| 4.1.1 实验仪器及环形管道安装方法 |
| 4.1.2 管道尺寸标度的统一方法 |
| 4.1.3 爆轰波胞格尺寸λ的计算方法 |
| 4.1.4 气体稳定性大小的确定方法 |
| 4.2 爆轰波传播极限判定准则的适用情况 |
| 4.2.1 传播极限判定准则生效的情况 |
| 4.2.2 传播极限判定准则失效的情况 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 声学吸收材料对爆轰波传播的抑制作用 |
| 5.1 声学吸收材料特性及微结构 |
| 5.2 吸收材料抑爆实验设计和数据采集方法 |
| 5.2.1 实验仪器和测量方法 |
| 5.2.2 数据采集和计算方法 |
| 5.3 吸收材料的抑爆效果 |
| 5.3.1 爆轰波临界压力的确定 |
| 5.3.2 吸收材料在亚临界条件下的抑爆效果 |
| 5.3.3 收材料在临界条件下的抑爆效果 |
| 5.3.4 吸收材料在超临界条件下的抑爆效果 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 障碍物对爆轰波传播极限的影响 |
| 6.1 障碍物对爆轰波阻塞作用的实验方案 |
| 6.1.1 孔板规格及安装方法 |
| 6.1.2 数据采集和处理方法 |
| 6.1.3 气体稳定性判定 |
| 6.2 障碍物的抑爆效果和抑爆机理 |
| 6.2.1 不同阻塞比条件下的爆轰临界压力 |
| 6.2.2 障碍物起到显着抑爆作用的情况 |
| 6.2.3 障碍物抑爆效果不明显的情况 |
| 6.3 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（4）超声速气流中火焰闪回诱发与火焰传播机制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 超声速燃烧振荡与火焰闪回问题研究现状 |
| 1.2.1 超声速燃烧振荡研究 |
| 1.2.2 超声速燃烧火焰闪回诱发因素研究 |
| 1.3 数值格式发展现状 |
| 1.3.1 高精度数值格式 |
| 1.3.2 激波捕捉格式 |
| 1.3.3 混合格式 |
| 1.4 火焰面模型研究现状 |
| 1.4.1 模型在超声速燃烧流中的适用性问题 |
| 1.4.2 火焰面模型改进 |
| 1.5 论文主要研究内容 |
| 第二章 实验平台与仿真平台 |
| 2.1 超声速燃烧实验平台系统 |
| 2.1.1 空气加热器系统 |
| 2.1.2 超声速燃烧室 |
| 2.1.3 管路供应系统 |
| 2.1.4 测量控制系统 |
| 2.1.5 流场诊断系统 |
| 2.2 数值仿真平台 |
| 2.3 高性能计算MPI/OpenMP混合并行技术 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 流动与燃烧数值模拟方法 |
| 3.1 流动控制方程与湍流模型 |
| 3.1.1 气相流体动力学Navier-Stokes方程 |
| 3.1.2 大涡模拟控制方程 |
| 3.1.3 湍流流动一方程亚格子模型 |
| 3.2 混合RANS/LES方法 |
| 3.2.1 混合RANS/LES模型 |
| 3.2.2 湍流入口的recycling/rescaling生成方法 |
| 3.3 大涡模拟燃烧计算方法 |
| 3.3.1 设定型亚格子PDF模型 |
| 3.3.2 稳态火焰面模型 |
| 3.4 数值方法 |
| 3.4.1 空间离散 |
| 3.4.2 时间积分方法 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 高精度数值格式研究 |
| 4.1 激波捕捉格式定量评价方法 |
| 4.1.1 误差分析模型 |
| 4.1.2 常见的激波捕捉格式测试结果 |
| 4.1.3 一维欧拉方程数值结果验证 |
| 4.2 混合格式的改进 |
| 4.2.1 紧致/WENO混合格式 |
| 4.2.2 激波感知器 |
| 4.2.3 激波感知器在标量方程中的特性评估 |
| 4.2.4 欧拉方程组应用 |
| 4.3 激波捕捉格式改进 |
| 4.3.1 常见的高阶改进格式 |
| 4.3.2 高效自适应激波捕捉格式 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 超声速燃烧火焰面模型研究 |
| 5.1 火焰面/进度变量模型 |
| 5.1.1 FPV模型建立 |
| 5.1.2 FPV模型数值仿真应用验证 |
| 5.2 超声速火焰面模型的压力非均匀问题修正 |
| 5.2.1 非均匀压力模型建立 |
| 5.2.2 改进模型数值仿真应用验证 |
| 5.3 小节 |
| 第六章 超声速气流中火焰闪回诱发机制研究 |
| 6.1 凹腔上游喷注方式影响火焰闪回诱发机制实验研究 |
| 6.1.1 不同燃料喷注压力 |
| 6.1.2 不同喷注预混距离 |
| 6.1.3 不同喷注角度 |
| 6.1.4 不同喷嘴数 |
| 6.2 凹腔构型影响火焰闪回诱发机制实验研究 |
| 6.2.1 不同凹腔长深比 |
| 6.2.2 不同凹腔后缘倾角 |
| 6.2.3 不同氮气节流位置 |
| 6.3 火焰闪回诱发机制的数值仿真研究 |
| 6.3.1 仿真条件 |
| 6.3.2 凹腔对火焰稳定性的影响 |
| 6.3.3 边界层条件对火焰闪回的影响 |
| 6.3.4 多种扰动对火焰闪回的影响 |
| 6.4 火焰闪回诱发机制的理论模型研究 |
| 6.4.1 超声速燃烧火焰闪回诱发机制模型 |
| 6.4.2 超声速燃烧自点火与火焰传播竞争模型 |
| 6.5 小结 |
| 第七章 超声速气流中火焰传播过程研究 |
| 7.1 火焰传播机制实验研究 |
| 7.1.1 火焰传播的瞬态过程 |
| 7.1.2 火焰传播的统计结果 |
| 7.2 火焰传播机制数值仿真研究 |
| 7.3 采用火焰面模型研究火焰传播过程的初步尝试 |
| 7.4 火焰闪回速度理论分析模型 |
| 7.5 小结 |
| 第八章 结论与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
（5）基于基元反应的火焰加速与爆燃转爆轰直接数值模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状及发展趋势 |
| 1.2.1 化学反应模型 |
| 1.2.2 高精度数值格式 |
| 1.2.3 火焰加速机理及其传播规律 |
| 1.2.4 爆燃转爆轰机理 |
| 1.2.5 火焰加速及爆燃转爆轰过程数值模拟研究 |
| 1.3 本文主要研究工作 |
| 第2章 控制方程组及数值方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 爆轰和爆燃的CJ解 |
| 2.3 氢氧反应模型 |
| 2.4 基本控制方程 |
| 2.4.1 Navier-Stokes控制方程组 |
| 2.4.2 物质分子扩散与热扩散 |
| 2.4.3 燃烧过程的相似准则 |
| 2.4.4 化学反应速率求解 |
| 2.4.5 温度求解 |
| 2.5 初始条件和边界条件 |
| 2.6 数值计算方法 |
| 2.6.1 控制方程组的空间离散 |
| 2.6.2 控制方程组粘性项的离散 |
| 2.6.3 控制方程组的时间离散 |
| 2.7 高精度并行程序设计与开发 |
| 2.8 数值方法的有效性验证 |
| 2.9 本章小结 |
| 第3章 二维火焰加速及爆燃转爆轰直接数值模拟研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 二维光滑直管道内火焰加速及爆燃转爆轰过程 |
| 3.3 管道宽度对二维火焰加速及爆燃转爆轰进程的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 三维火焰加速及爆燃转爆轰直接数值模拟研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 三维光滑直管道内火焰加速及爆燃转爆轰过程 |
| 4.3 管道宽度对三维火焰加速及爆燃转爆轰进程的影响 |
| 4.4 惰性气体对三维火焰加速及爆燃转爆轰进程的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录A Jacobi矩阵 |
| 附录B 六阶中心差分程序 |
| 攻读学位期间发表论文与研究成果清单 |
| 致谢 |
（6）脉冲爆轰发动机爆轰噪声实验与理论研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景及意义 |
| 1.2 国内外实验研究现状 |
| 1.2.1 PDE国内外研究进展 |
| 1.2.2 PDE爆轰噪声国内外实验研究进展 |
| 1.3 PDE爆轰噪声国内外数值研究进展 |
| 1.4 本文所做的主要工作 |
| 2 PDE爆轰噪声形成与传播过程分析 |
| 2.1 PDE爆轰噪声形成过程及声场划分方法 |
| 2.2 PDE爆轰噪声实验系统 |
| 2.3 PDE爆轰噪声时域信号分析 |
| 2.3.1 PDE爆轰噪声波形分析 |
| 2.3.2 不同传播距离下PDE爆轰噪声波形特性分析 |
| 2.3.3 不同角度下PDE爆轰噪声波形特性分析 |
| 2.4 PDE爆轰噪声物理特性研究 |
| 2.4.1 声压级 |
| 2.4.2 持续时间 |
| 2.4.3 指向性 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 气液两相PDE爆轰噪声建模及数值计算 |
| 3.1 PDE轴对称管内流场与管外强非线性区域数学物理模型及计算方法 |
| 3.1.1 基本假设 |
| 3.1.2 控制方程 |
| 3.1.3 数值计算方法 |
| 3.2 PDE轴对称管内流场与管外强非线性区域计算结果及其分析 |
| 3.2.1 PDE轴对称管内流场结果分析 |
| 3.2.2 管外强非线性区域计算结果及其分析 |
| 3.3 PDE管外轴对称弱非线性区爆轰噪声理论模型及数值计算 |
| 3.3.1 NPE方程 |
| 3.3.2 管外轴对称弱非线性区理论模型 |
| 3.3.3 数值计算方法 |
| 3.4 PDE管外非线性区爆轰噪声计算结果及分析 |
| 3.5 部分计算结果与实验比较 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 PDE管外爆轰噪声频谱分析 |
| 4.1 傅里叶变换下PDE管外爆轰噪声频谱信号特性 |
| 4.2 小波变换下PDE管外爆轰噪声频谱信号特性 |
| 4.3 基于小波变换的爆燃与爆轰判定方法研究 |
| 4.3.1 传统方法 |
| 4.3.2 基于爆轰噪声频谱信号判定方法 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 PDE管型对爆轰噪声影响实验研究 |
| 5.1 PDE管径对爆轰噪声影响分析 |
| 5.1.1 管径对爆轰噪声峰值声压与指向性影响分析 |
| 5.1.2 管径对持续时间与频谱影响分析 |
| 5.2 喷管对PDE爆轰噪声影响分析 |
| 5.2.1 喷管对爆轰噪声峰值影响分析 |
| 5.2.2 喷管对爆轰噪声指向性影响分析 |
| 5.2.3 喷管对爆轰噪声A持续时间影响分析 |
| 5.2.4 喷管对爆轰噪声参考半径影响研究 |
| 5.2.5 喷管对爆轰噪声频域信号影响分析 |
| 5.3 引射器对PDE性能影响分析 |
| 5.3.1 未加装引射器下PDE性能分析 |
| 5.3.2 引射器长度对PDE性能影响分析 |
| 5.3.3 引射器形状对PDE性能影响分析 |
| 5.3.4 引射器位置对PDE性能影响分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 装填条件对PDE爆轰噪声影响的实验研究 |
| 6.1 基于传感器与光学非接触测量的PDE爆轰噪声测试系统 |
| 6.2 填充系数对PDE爆轰噪声特性影响实验研究 |
| 6.2.1 填充系数的判定 |
| 6.2.2 填充系数对冲击噪声与射流噪声的影响 |
| 6.2.3 填充系数对爆轰噪声指向性的影响 |
| 6.2.4 填充系数对爆轰噪声A持续时间影响分析 |
| 6.3 当量比对爆轰噪声影响实验研究 |
| 6.3.1 当量比对爆轰波时域信号与爆轰噪声峰值影响分析 |
| 6.3.2 当量比对爆轰噪声A持续时间于爆轰噪声频谱影响分析 |
| 6.4 PDE爆轰噪声到达时间误差分析及抑制方法 |
| 6.4.1 PDE爆轰噪声形成与传播过程分析 |
| 6.4.2 点火时间误差分析 |
| 6.4.3 爆轰波管内形成与传播时间误差分析 |
| 6.4.4 强非线性区内爆轰噪声传播时间误差分析 |
| 6.4.5 弱非线性区内爆轰噪声传播时间误差分析 |
| 6.4.6 PDE爆轰噪声到达时间误差抑制 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 总结及展望 |
| 7.1 本文主要工作总结 |
| 7.2 本文主要创新点 |
| 7.3 需解决的问题及展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（7）旋转爆轰热射流起爆技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外的研究进展 |
| 1.2.1 爆轰燃烧国内外研究进展 |
| 1.2.2 旋转爆轰国内外研究进展 |
| 1.2.3 起爆技术国内外研究进展 |
| 1.2.4 热射流起爆技术国内外研究进展 |
| 1.3 本文主要内容 |
| 第2章 爆轰基本理论及热射流起爆过程 |
| 2.1 爆轰理论基础 |
| 2.2.1 C-J理论 |
| 2.2.2 ZND理论 |
| 2.2.3 三维爆震波模型 |
| 2.2 爆轰与爆燃的区别 |
| 2.3 热射流起爆 |
| 2.4 旋转爆轰燃烧起爆能量预测 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 数学模型与计算方法 |
| 3.1 控制方程和湍流模型 |
| 3.2 燃烧模型介绍 |
| 3.3 数值方法 |
| 3.3.1 求解器选择 |
| 3.3.2 离散方法 |
| 3.3.3 点火与边界条件 |
| 3.4 计算验证及算例分析 |
| 3.4.1 网格无关性验证 |
| 3.4.2 时间步无关性的验证 |
| 3.4.3 计算方法验证 |
| 3.4.4 算例分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 几何尺寸及可燃气体参数对热射流起爆的影响 |
| 4.1 起爆管内径对爆燃转爆轰过程的影响 |
| 4.2 起爆管起爆旋转爆轰的影响因素 |
| 4.3 可燃混气化学当量比对DDT过程的影响 |
| 4.4 可燃气体初温和初压对DDT过程的影响 |
| 4.4.1 气体初温变化的影响结果 |
| 4.4.2 气体初始压力变化的影响结果 |
| 4.5 本章小节 |
| 第5章 障碍物对起爆管燃烧性能的影响 |
| 5.1 计算模型 |
| 5.2 障碍物阻塞比对热射流起爆过程的影响 |
| 5.2.1 不同阻塞比的数值模拟结果 |
| 5.2.2 阻塞比对DDT过程影响的对比分析 |
| 5.3 障碍物节距对DDT过程的对比分析 |
| 5.3.1 障碍物不同节距分布的数值模拟结果 |
| 5.3.2 障碍物节距对DDT过程影响的对比分析 |
| 5.4 扰流距离和扰流位置对热射流起爆过程的影响 |
| 5.5 障碍物形式对热射流起爆过程的影响 |
| 5.5.1 半圆形障碍物对于起爆管中DDT过程的影响 |
| 5.5.2 非对称障碍物分布对起爆管中DDT过程的作用 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 点火对起爆管燃烧性能的影响 |
| 6.1 计算模型 |
| 6.2 点火位置对起爆管中DDT过程的影响 |
| 6.2.1 不同点火位置的数值模拟结果 |
| 6.2.2 点火位置对DDT过程的影响的对比分析 |
| 6.3 点火面积对起爆管中DDT过程的影响 |
| 6.3.1 不同点火面积时的数值模拟结果 |
| 6.3.2 点火面积对DDT过程的影响结果对比分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（8）管道内置障条件下瓦斯爆炸火焰传播规律的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景和研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 火焰加速机理 |
| 1.2.2 置障条件下火焰传播规律研究 |
| 1.3 本文主要研究工作 |
| 第2章 实验装置和实验方法 |
| 2.1 实验系统 |
| 2.1.1 管道系统 |
| 2.1.2 数据采集系统 |
| 2.1.3 高速摄影系统 |
| 2.1.4 点火系统 |
| 2.2 实验步骤 |
| 2.3 传感器分布 |
| 第3章 障碍物对火焰传播过程的影响研究 |
| 3.1 障碍物对火焰传播速度的影响 |
| 3.1.1 障碍物的数量 |
| 3.1.2 障碍物的间距 |
| 3.1.3 障碍物的阻塞比 |
| 3.1.4 障碍物的形状 |
| 3.2 瓦斯爆炸超压研究 |
| 3.2.1 障碍物间距对瓦斯爆炸超压的影响 |
| 3.2.2 障碍物形状对瓦斯爆炸超压的影响 |
| 3.3 火焰复杂传播过程研究 |
| 3.3.1 火焰多次振荡后在管道末端熄灭 |
| 3.3.2 反射波对火焰传播的影响 |
| 3.3.3 火焰加速到爆轰后发生二次回传 |
| 3.3.4 火焰多次振荡后在管道前端熄灭 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 瓦斯爆炸火焰传播图像研究 |
| 4.1 火焰传播的高速摄影图像分析 |
| 4.2 平均火焰面法计算火焰速度 |
| 4.2.1 火焰图像的预处理 |
| 4.2.2 火焰区域的提取 |
| 4.2.3 火焰边界的提取和火焰边界的平均化 |
| 4.3 最大相似系数法计算火焰速度 |
| 4.3.1 计算原理 |
| 4.3.2 最大相似系数法计算结果 |
| 4.4 两种计算方法比较 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 结论和展望 |
| 5.1 主要研究工作及结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表论文与研究成果清单 |
| 致谢 |
（9）气相爆燃（轰）法合成纳米二氧化锡及表征分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 二氧化锡的结构与性质 |
| 1.2 纳米二氧化锡的应用 |
| 1.2.1 电学特性与应用 |
| 1.2.2 光学特性与应用 |
| 1.2.3 催化特性与应用 |
| 1.2.4 气敏特性与应用 |
| 1.2.5 压敏特性及其应用 |
| 1.2.6 在涂料方面的应用 |
| 1.3 纳米二氧化锡的常用制备方法 |
| 1.3.1 固相法 |
| 1.3.2 液相法 |
| 1.3.3 气相法 |
| 1.4 研究内容及选题意义 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 选题意义 |
| 2 气相爆炸的理论与实验验证 |
| 2.1 气相爆炸的相关理论 |
| 2.2 爆轰参数的计算 |
| 2.2.1 CJ爆轰参数的计算 |
| 2.2.2 爆温的计算 |
| 2.3 实验的可行性分析 |
| 2.4 气相爆燃的压力测试与高速摄影 |
| 2.4.1 实验设备 |
| 2.4.2 实验过程 |
| 2.4.3 压力图谱分析 |
| 2.4.4 高速摄影 |
| 2.5 相对初始高压下的测试实验 |
| 2.5.1 压力测试实验 |
| 2.5.2 高速摄影 |
| 2.6 小结 |
| 3 纳米二氧化锡的气相爆燃制备 |
| 3.1 实验材料与设备 |
| 3.2 实验原理与过程 |
| 3.3 初始温度对制备二氧化锡的影响 |
| 3.3.1 XRD分析 |
| 3.3.2 TEM分析 |
| 3.3.3 电子衍射光斑 |
| 3.4 前驱体浓度变化对二氧化锡纳米颗粒的影响 |
| 3.4.1 XRD分析 |
| 3.4.2 TEM分析 |
| 3.5 氧气含量变化对二氧化锡纳米颗粒的影响 |
| 3.5.1 XRD分析 |
| 3.5.2 TEM分析 |
| 3.6 小结 |
| 4 初始压力对制备纳米二氧化锡的影响 |
| 4.1 不同压力下制备纳米二氧化锡的实验 |
| 4.1.1 实验器材 |
| 4.1.2 实验过程 |
| 4.2 物相分析(XRD) |
| 4.3 形貌分析(TEM) |
| 4.4 纳米激光粒度分析 |
| 4.5 禁带宽度计算 |
| 4.6 HRTEM分析 |
| 4.7 小结 |
| 5 颗粒长大的数值模拟 |
| 5.1 颗粒晶体长大模型 |
| 5.1.1 颗粒晶体模型的推导 |
| 5.1.2 碰撞频率系数 |
| 5.1.3 特征烧结时间 |
| 5.2 爆压曲线的拟合 |
| 5.3 爆温曲线的拟合 |
| 5.4 颗粒长大模型的建立 |
| 5.4.1 颗粒长大模型的求解 |
| 5.4.2 气体粘滞系数的确定 |
| 5.5 颗粒直径的预测 |
| 5.5.1 爆温曲线的确定 |
| 5.5.2 颗粒长大的预测分析 |
| 5.6 小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录A 颗粒长大模型求解的Matlab程序 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（10）气相规则胞格爆轰波起爆与传播统一框架的几个关键基础问题研究（论文提纲范文）
| 1 爆轰现象的控制方程与数值方法 |
| 2 热点起爆与INWPCR机制 |
| 3 临界起爆状态 |
| 4 化学反应带加速与起爆 |
| 5 爆轰波平衡传播状态 |
| 6 稳定胞格尺度与柱面爆轰波 |
| 7 气相规则胞格爆轰统一框架与应用 |
| 8 结束语 |
四、一个理想的爆燃转爆轰过程（论文参考文献）
- [1]氢化锆卷扬分散及其爆炸特性实验研究[D]. 张红伟. 常州大学, 2021(01)
- [2]变截面管道内爆轰波起爆及传播特性研究[D]. 陈祥. 江苏大学, 2020(02)
- [3]爆轰波传播极限判定准则及抑爆条件研究[D]. 颜秉健. 华东理工大学, 2019(08)
- [4]超声速气流中火焰闪回诱发与火焰传播机制研究[D]. 赵国焱. 国防科技大学, 2019(01)
- [5]基于基元反应的火焰加速与爆燃转爆轰直接数值模拟研究[D]. 姜春晖. 北京理工大学, 2018(07)
- [6]脉冲爆轰发动机爆轰噪声实验与理论研究[D]. 许桂阳. 南京理工大学, 2016(07)
- [7]旋转爆轰热射流起爆技术研究[D]. 修玉娟. 哈尔滨工程大学, 2016(02)
- [8]管道内置障条件下瓦斯爆炸火焰传播规律的研究[D]. 回岩. 北京理工大学, 2015(07)
- [9]气相爆燃（轰）法合成纳米二氧化锡及表征分析[D]. 李恒玺. 大连理工大学, 2012(10)
- [10]气相规则胞格爆轰波起爆与传播统一框架的几个关键基础问题研究[J]. 姜宗林,滕宏辉. 中国科学:物理学 力学 天文学, 2012(04)