Теоретическое и экспериментальное изучение волновых процессов в неравновесных дисперсных средах с фазовыми переходами, горением и детонацией

Исследование направлено на создание научных основ для управления горением, взрывными и детонационными процессами в газовых смесях и дисперсных средах с целью прогнозирования катастроф природного и техногенного происхождения, а также использования детонации и сверхзвукового горения в каналах технических устройств. Основные цели исследования заключаются получении новых знаний о закономерностях процессов воспламенения и горения в высокоскоростных потоках, детонации и акустическом воздействии на гетерогенные среды. На данном этапе выполнения проекта развита физико-математическая модель взаимодействия волн гибридной детонации водород-кислородных и водород-воздушных смесей с частицами алюминия с облаками инертных частиц. На основе одномерных нестационарных расчетов взаимодействия гибридной детонации с облаками инертных частиц получены основные режимы взаимодействия детонационной волны с инертной фазой. Проведена классификация режимов, описаны основные свойства течений. Результаты показывают, что механизмы взаимодействия гибридной детонации с облаками инертных частиц более соответствуют данным, полученным для аналогичных задач газовой детонации, чем гетерогенной. Наблюдаются следующие режимы распространения детонации: устойчивое стационарное распространение ослабленной детонации, колебательное распространение ослабленной детонации, галопирующим режим распространения с частичным срывом и восстановлением детонации, а также срыв детонации с распадом структуры на лидирующую волну (которая приобретает дисперсионный характер) и отстающий фронт горения. Проведено исследование сверхзвуковых реагирующих течений газовых смесей с инжекцией горячих инертных и реагирующих частиц. Выполнена серия параметрических исследований при изменении параметров внешнего потока и параметров частиц на воспламенение и горение смеси в канале. Новизна исследованием обусловлена использованием мелкодисперсных частиц и капель для управления процессами воспламенения, устойчивого сверхзвукового горения газовых смесей в каналах технических устройств и детонационными процессами с применением для моделирования таких явлений разработанных математических моделей и высокоточных численных алгоритмов.