بسته هاي نسوخته گازي در تراك هاي با ساختار نامنظم

در اين مقاله ساختار تراك گازي در مخلوط با انرژي فعال سازي بالا كه داراي ناحيه واكنش آشفته و بسته هاي نسوخته بزرگ در پشت جبهه مي باشد، با استفاده از شبيه سازي دوبعدي در يك كانال، مورد بررسي قرار مي گيرد. همچنين مراحل برخورد موج عرضي و نقطه سه گانه با ديواره كانال با استفاده از شبيه سازي با دقت بسيار بالا مطالعه مي شود. منشا تشكيل بسته هاي نسوخته و مكانيزم مصرف آن‌ها در پشت جبهه تراك نيز مشخص مي گردد. نتايج نشان مي دهند كه قبل از برخورد با ديواره، هنگامي كه نقطه سه گانه با ديواره برخورد مي كند، موج عرضي با بسته نسوخته درگير مي باشد. بعد از جدا شدن نقطه سه گانه از روي ديواره، موج عرضي با ديواره برخورد مي كند. بعد از برخورد نقطه سه گانه با ديواره، ناحيه واكنش از شوك پيشرو جدا مي شود و منجر به تشكيل بسته نسوخته بزرگ از گاز هاي اوليه مي شود. انرژي آزاد شده از مصرف بسته هاي نسوخته در اثر اختلاط آشفته ناشي از ناپايداري هاي هيدروديناميكي (ناپايداري ريچمير- مشكوف و كلوين- هلمولتز) نقش موثري در آغازش دوباره تراك در انتهاي سيكل سلولي دارد.

A two-dimensional numerical simulation is performed in the present work to study the structure of a detonation wave in high activation energy mixtures, which are characterized by their turbulent reaction zone structure and unreacted pockets. The process of transverse wave and triple point collision with the channel walls, formation and consumption mechanism of unburnt gas pockets is examined using very high-resolution numerical simulation. Results show that as the triple point collides with the channel wall, the transverse shock interacts with the unreacted pocket. After reflection of the triple point off the wall, the transverse wave interacts with the wall. During the collision and reflection process, the shear layer detaches from the shock front, producing a pocket of unburnt gas. Energy resealed via consumption of unburnt pockets by turbulent mixing due to hydrodynamic instabilities (Richtmyer-Meshkovnad Kelvin-Helmholtz instabilities) found to have profound role in re-initiation mechanism of detonations at the end of a detonation cell.