НАПРАВЛЕНИЕ 2 Физика и механика наноматериалов и микротечений

РАЗДЕЛ 4 Моделирование течений гетерогенных сред

Шифр:  2.4.2.28

Название проекта:  Математическое моделирование инициирования детонации в газовых смесях быстролетящим телом

Код ГРНТИ:  Код ГРНТИ: 30.51.23, 30.17.33

Вид исследования:  Вид исследования: Теоретическое научное исследование

Научный руководитель:  Бедарев И. А., канд. физ.-мат. наук

Исполнители:  Бедарев И. А., канд. физ.-мат. наук

Краткая аннотация:  Проект посвящен проблеме механики сплошных сред, связанной с разработкой методов изучения детонационных явлений в реагирующих смесях газов. Проблема обусловлена вопросами взрыво- и пожаробезопасности, а также перспективой создания двигателей, сгорание топлива в которых происходит в детонационных волнах. В рамках настоящего проекта с применением детальных и приведенных схем химической кинетики будет создана вычислительная технология моделирования инициирования детонации быстролетящим телом (БЛТ) в горючих газовых смесях . На основе исследования этой задачи будут получены подробные данные о режимах формирования детонационных волн в зависимости от геометрических и динамических характеристик БЛТ, состава и параметров горючей смеси. Будет определена энергия инициирования детонации в различных детонационноспособных газах путем изменения параметров БЛТ и построены интегральные оценки инициирования детонации. Расчетные данные, полученные в широком диапазоне исходных параметров, позволят уточнить и дополнить имеющиеся критерии инициирования детонации. Научная новизна проекта обусловлена применением задачи о взаимодействии БЛТ с потоком горючей смеси к исследованию проблемы перехода дефлаграции в детонацию (ПДД). Данный подход по нашему мнению позволит выявить факторы, влияющие на ускорение и замедление такого перехода, существенно дополнить количественную информацию о данном явлении и глубже понять механизмы ПДД.

Ожидаемые результаты:  Будет: – создана вычислительная технология двух- и трехмерного моделирования формирования детонационных волн при взаимодействии БЛТ с водородовоздушной смесью. – разработан упрощенный кинетический механизм горения ацетилена и выполнена верификация детальной и приведенной кинетических схем по экспериментальным данным о временах задержки воспламенения, скорости детонационной волны и размеру детонационной ячейки; – получены детальные данные о режимах формирования детонационных волн в водородовоздушной смеси в зависимости от геометрических (диаметр от 1 до 25 мм, форма головной части: сфера, цилиндр, конус) и динамических (скорость от 0.2 до 1.2 скорости детонации Чепмена-Жуге для этой смеси) характеристик БЛТ, состава (степень разбавления аргоном) и параметров горючей смеси (статическое давление); – выполнена оценка энергии, уточнены и дополнены критерии инициирования детонации водородовоздушной смеси.