铝颗粒-空气两相爆轰

稀薄颗粒云稳定起爆

一种可稳定传播的铝粉尘-空气爆轰波,其起爆特性与胞格结构首次被完整捕捉,为高超声速推进与粉尘防爆提供关键燃烧数据。

Jiahui, He · 孟宝清 · 田保林 · 李红宾 · 李建玲

Combustion and Flame 2025

参数信息

数值模拟速度与实验误差
5 %
初始粒径
2 μm
初始颗粒浓度
0.3 kg/m³

技术优势

速度误差低于5%

一维平面爆轰波速度预测与实验值一致,证明所开发的欧拉-拉格朗日程序能够准确捕捉两相爆轰的宏观传播特性。

完整捕捉胞格结构

二维模拟揭示了爆轰波与颗粒云的非均匀相互作用,能够获得不同压力区内的颗粒燃烧速率分布,为二维不稳定爆轰机制提供依据。

给出粒径与浓度的标度律

通过参数化模拟拟合了颗粒直径与一维诱导区长度和二维胞格尺寸的标度关系,可快速预测不同工况下的爆轰特征尺寸。

解释了大颗粒双峰压力现象

发现大粒径和高浓度下一维爆轰压力剖面出现双峰,并通过一维气动力学理论给出了物理解释,补充了现有理论模型。

应用场景