Математическое моделирование инициирования и распространения детонации в неоднородных топливно-воздушных смесях

Настоящий отчет посвящен численному исследованию моделирования распространения детонации в прямоугольном канале заполненном водородно-воздушной смесью с поперечным градиентом концентрации. Постановка задачи основывается на экспериментальных исследованиях, проведенных в Техническом университете Мюнхена. Моделирование проводилось в двумерной постановке с использованием детальной кинетической модели горения водорода. Исследовано влияние профиля концентрации водорода на характерные особенности распространения детонации. Наличие дефицита скорости распространения детонационной волны (ДВ) в канале, заполненном смесью с поперечным градиентом концентрации, по сравнению с каналом, заполненным однородной смесью, при одинаковой средней объемной концентрации водорода согласуется с экспериментальными данными. В канале со средней объемной концентрацией водорода 40% и объемной концентрацией водорода 64.6% у верхней стенки канала, получен режим распространения ДВ с наличием периодически возникающей сильной поперечной волны, в которой сгорает богатая смесь у верхней стенки канала. При проведении численных исследований использовались многопроцессорные ЭВМ СК «Ломоносов» МГУ им. М.В. Ломоносова и СК «МВС-100К» МСЦ РАН.