Международная конференция
«Современные проблемы прикладной математики и механики: теория, эксперимент и практика», посвященная 90-летию со дня рождения академика Н.Н. Яненко
№ гос. регистрации 0321101160, ISBN 978-5-905569-01-2

Ждан С.А.   Сырямин А.С.  

Численное моделирование непрерывно вращающихся детонационных волн в водородо-кислородных смесях

Докладчик: Ждан С.А.

     В качестве альтернативы традиционному сжиганию топлива в турбулентном пламени в настоящее время рассматривается способ их детонационного сжигания. Он позволяет интенсивно, более термодинамически выгодно и стабильно производить сжигание различных топлив в камерах небольших габаритов, определяемых характерным размером фронта детонационной волны [1].
     Рассмотрена физическая модель явления вращающейся детонационной волны (ВДВ) и ее особенности, связанные с периодичностью поперечных детонационных волн (ПДВ). Сформулирована двумерная нестационарная математическая модель ВДВ в кольцевых камерах сгорания типа ракетного типа. Проведено ее численное исследование для водородо-кислородных смесей. Выделены и проанализированы определяющие параметры возникающей периодической задачи. Показано, что период (расстояние между соседними ПДВ) нельзя задавать произвольно, он является собственным числом сформулированной в рамках уравнений Эйлера математической задачи, которое необходимо искать в процессе ее решения.
     Сформулированы основные принципы, которых нужно придерживаться при численном моделировании двигателя с вращающейся детонационной волной (ВДВД). Проведен анализ ряда работ последнего времени о двумерном и трехмерном численном моделировании ВДВД. Установлено, что нарушение хотя бы одного из сформулированных основных принципов приводит к получению ошибочных результатов, которые не могут наблюдаться в реальном физическом процессе ВДВ. Более того, получаются результаты расчетов о пределах существования режимов ВДВ, вступающие в противоречие с опубликованными экспериментальными данными.
     Таким образом, непонимание особенностей физических процессов, протекающих в ВДВД, может приводить и уже приводит к бессмысленным тратам ресурсов и машинного времени.

Работа выполнена при частичной финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (код проекта 10-01-00203).

1. Bykovskii F.A., Zhdan S.A. and Vedernikov E.F. Continuous Spin Detonations. Journal of Propulsion and Power. 2006. Vol. 22, No. 6. P. 1204-1216.