Criticalidad para Ondas de Detonación Oblícuas Inducidas por una Cuña Finita en una Mezcla de Hidrógeno-Aire
Autores: Qin, Jianxiu; Zhu, Dehua
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Criticalidad para Ondas de Detonación Oblícuas Inducidas por una Cuña Finita en una Mezcla de Hidrógeno-Aire
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Ondas de detonación oblicuas bidimensionales
Cuñas finitas
Mezcla estequiométrica de hidrógeno y aire
Onda de expansión
Punto de intersección
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 28
Citaciones: Sin citaciones
Se han investigado numéricamente las ondas de detonación oblicuas bidimensionales (ODWs) inducidas por cuñas finitas en una mezcla estequiométrica de hidrógeno-aire, basándose en ecuaciones de Euler reactivas con un modelo de reacción química detallado. La zona principal afectada por la onda de expansión que emana del punto de inflexión de una cuña es el campo de flujo aguas abajo del punto de intersección de la onda de choque oblicua (OSW) y la onda de expansión. La ODW se reduciría a una detonación de Chapman-Jouguet (CJ) o a una combustión desacoplada aguas abajo. Se observaron sucesivamente tres regímenes de combustión: detonación, combustión desacoplada y sin ignición, a medida que disminuye la longitud de la cuña. Se encontró que la ubicación del punto de intersección es un parámetro clave para la iniciación de la detonación. Cuando el punto de intersección se encuentra aguas arriba del punto de transición de la ODW, la onda de expansión puede apagar la ODW. Luego, se obtiene la longitud crítica de la cuña mediante un análisis teórico de las estructuras de onda y se propone el criterio de iniciación de las ODW para cuñas finitas. Cuando la longitud de la cuña es mayor que la longitud crítica de la cuña, se pueden iniciar las ODW. Por el contrario, no ocurre la iniciación de las ODW. Para longitudes de cuña lo suficientemente pequeñas, no ocurre ignición. También se examinan y comparan los criterios propuestos anteriormente que utilizan la longitud de inducción con el presente criterio de longitud crítica de la cuña en este estudio, y se demuestra que este último logra mejores resultados.
Descripción
Se han investigado numéricamente las ondas de detonación oblicuas bidimensionales (ODWs) inducidas por cuñas finitas en una mezcla estequiométrica de hidrógeno-aire, basándose en ecuaciones de Euler reactivas con un modelo de reacción química detallado. La zona principal afectada por la onda de expansión que emana del punto de inflexión de una cuña es el campo de flujo aguas abajo del punto de intersección de la onda de choque oblicua (OSW) y la onda de expansión. La ODW se reduciría a una detonación de Chapman-Jouguet (CJ) o a una combustión desacoplada aguas abajo. Se observaron sucesivamente tres regímenes de combustión: detonación, combustión desacoplada y sin ignición, a medida que disminuye la longitud de la cuña. Se encontró que la ubicación del punto de intersección es un parámetro clave para la iniciación de la detonación. Cuando el punto de intersección se encuentra aguas arriba del punto de transición de la ODW, la onda de expansión puede apagar la ODW. Luego, se obtiene la longitud crítica de la cuña mediante un análisis teórico de las estructuras de onda y se propone el criterio de iniciación de las ODW para cuñas finitas. Cuando la longitud de la cuña es mayor que la longitud crítica de la cuña, se pueden iniciar las ODW. Por el contrario, no ocurre la iniciación de las ODW. Para longitudes de cuña lo suficientemente pequeñas, no ocurre ignición. También se examinan y comparan los criterios propuestos anteriormente que utilizan la longitud de inducción con el presente criterio de longitud crítica de la cuña en este estudio, y se demuestra que este último logra mejores resultados.