ИСТИНА

На основе уравнений Эйлера для совершенного газа с неоднородным распределением плотности и термодинамических характеристик моделируется взаимодействие ударной волны в горючем газе с эллипсоидальным пузырем инертного газа повышенной плотности. Задача решается в двумерной плоской и осесимметричной постановках. Рассмотрены различные числа Маха M падающей волны и отношения длин полуосей пузыря. Для численного моделирования применяется конечно-разностная WENO5-JS схема, дополненная специальным методом аппроксимации уравнения переноса показателя адиабаты газа. Реакция горения газовой смеси моделируется с помощью двухстадийной кинетики Коробейникова-Левина. Описаны различные режимы воспламенения смеси и показана их существенная зависимость как от интенсивности падающей волны, так и от формы пузыря. При достаточно больших числах Маха падающей волны инициирование горения смеси происходит непосредственно за счет разогрева в ударной волне. Для более слабых скачков воспламенение может происходить в следующих режимах: (1) за счет дополнительного разогрева при отражении падающей ударной волны от передней границы пузыря, (2) незадолго перед фокусировкой поперечных скачков уплотнения у заднего полюса пузыря (только в осесимметричной случае) и (3) непосредственно при фокусировке поперечных скачков уплотнения. Показано, что форма пузыря играет важную роль, во многих случаях обеспечивая инициирование горения пузыря более слабой волной, или наоборот, отсутствие воспламенения по сравнению со сферическими пузырями. Существенное уменьшение пороговой интенсивности падающей волны за счет наличия локальной газовой неоднородности открывает возможность для разработки новых – чисто газодинамических – способов эффективного инициирования детонации в перспективных системах высокоскоростного сгорания горючих газовых смесей. Работа выполнена в НИИ механики МГУ имени М.В. Ломоносова с использованием ресурсов суперкомпьютерного комплекса МГУ имени М.В. Ломоносова при частичной финансовой поддержке Российского научного фонда (проект № 21-11-00307).