气相爆轰波传播过程中的典型问题研究

第1素 绪论 1.1爆轰波的结构 1.2爆轰波的不稳定性 1.3爆轰波的传播机理 1.4爆轰波的空间尺度 1.4.1反应区宽度 1.4.2胞格尺 1.4.3流体动力厚度 1.5爆轰波与边界的相互作用 1.5.1气相爆轰波的楔面马赫反射 1.5.2气相爆轰波的曲面反射 1.5.3气相爆轰波的衍射 1.5.4气相爆轰波反射和衍射的相互作用 1.6章节安排 第2章控制方程和基本理论模型 2.1 多组分气体热力学 2.2多组分反应流控制方程组 2.2.1苗卡儿坐标系下的形式 2.2.2曲线坐标系下的形式 2.2.3物理边界的分类 2.2.4控制方程的无量纲化 2.3化学力学 2.3.1基元反应机理 2.3.2 CHEMKIN程 2.3.3 TRANSPORT程 2.3.4简化反应模型 2.4平面ZND稳态结构 2.5爆轰波楔面反射模型 2.6本结 第3章爆轰数值计算方 3.1有限差分格式 3.1.1双曲型方程定解问题的离散 3.1.2相容性、收敛性和稳定性 3.1.3修正方程、耗散和色散 3.1.4双曲型方程的弱解和熵条件 3.1.5双曲型方程的典差分格式 3.1.6高精度的ENO格式和WENO格式 3.2时间离散格式 3.2.1常微分方程求解器 3.2.2刚性常微分方程求解器 3.2.3时间算子分裂算法 3.2.4 Runge -Kutta 隐式类算法 3.3边界法 3.4MPI并行计算方法 3.4.1并行机内存共享方式 3.4.2MP并行计算基础函数 3.4.3并行程序设计美键问题 3.4.4动态并行计算技术 3.4.5并行程序基本结构 3.4.6二维并行爆轰程序 3.5 自适应网格和AMROC 3.6程序的验证 3.7本结 第4章ZND爆轰波的马赫反射 4.1引言 4.2数值方法和计算设置 4.3激波的楔面反射 4.4ZND爆轰波楔面反射 4.4.1反应的马赫杆 4.4.2马赫反射三波点轨迹线 4.5极限楔面角度 4.6本结 第5章胞格爆轰波马赫反射的数值模拟研究 5.1引言 5.2数值模拟设置 5.3胞格结构和三波点轨迹线 5.4尺度效应 5.5爆轰不稳定性的影响 5.6横波结构的相互作用 5.7本结 第6章爆轰波楔面反射实验研究 6.1引言 6.2实验设置 6.3马赫反射的胞格结构变化 6.3.1三波点轨迹线 6.3.2局部自相似性 6.3.3三维效应 马赫杆的三维演化和稳态过驱爆轰波 6.5本结 第7章爆轰波的凸面反射 7.1引言 7.2爆轰波凸面反射实验研究 7.2.1实验设置 7.2.2实验结果分析 7.3基元反应模型数值模拟研究 7.4两步反应模型数值模拟研究 7.5本结 第8章气相爆轰波的衍射 8.1引言 8.2爆轰波衍射的理论分析 8.3数值模拟设置 8.4稳定爆轰波的拐角衍射 8.5不稳定爆轰波的拐角衍射 8.6本结 第9章爆轰波反射和衍射的相互作用 9.1 引言 9.2数值模拟设置 9.3爆轰波弯管中的反射和衍射 9.3.1 数值胞格模式 9.3.2反射和衍射下的波阵面结构变化 9.4曲率半径对爆轰波传播的影响 9.5 本结 第10结和展望 参考文献 附录A 正激波间断关系 附录B斜激波模型 附录C 斜爆轰波模型