Программа спецкурса "Детонация и горение" 1 год Лектор - проф. Н.Н.Смирнов.
- Основные характеристики горения. Предварительно перемешанные и не перемешанные системы, гомогенные и гетерогенные смеси. Горение и "фальшивое" горение. Теория Михельсона-Чепмена-Жуге.
- Основные соотношения на фронте реакции в гомогенных газовых смесях, рассматриваемом как поверхность разрыва. Рассмотрение течений, содержащих волны горения и детонации, как областей неустановившегося непрерывного течения газов, разделенных поверхностями сильного разрыва, на которых происходит энерговыделение вследствие химических реакций.
- Уравнения неустановившегося одномерного движения сжимаемой двухпараметрической среды и их характеристическая форма. Понятия нормального и исключительного газа. Простые волны. Существование простых волн разрежения в нормальном газе и невозможность длительного существования волн сжатия без образования ударной волны.
- Ударные волны. Адиабата Гюгонио. Невозможность ударных волн разрежения в нормальном газе (теорема Цемплена).
- Задача о сильном взрыве. Распад произвольного разрыва в газе.
- Кривая Гюгонио в средах с энерговыделением. Дефлаграция как скачек разрежения.
- Детонация и дефлаграция Чепмена-Жуге. Основные свойства фронта реакции.
- Основные характеристики сильной (пересжатой) и слабой (недосжатой) детонации, сильной (быстрой) и слабой (медленной) дефлаграции.
- Степень определенности течения при детонации и горении. О корректности постановки задач, содержащих поверхности разрыва с химическими реакциями.
- Автомодельные течения, содержащие фронт детонации или дефлаграции. Определение скорости распространения детонационных волн. Гипотеза Жуге.
- Модели течений, учитывающие конечный размер зоны детонации.(Модели Гриба-Зельдовича-Неймана-Деринга). Детонация как дефлаграция, введенная ударной волной. Случаи немонотонного энерговыделения в зоне реакции за ударной волной. Псевдонедосжатая детонация.
- Структура течения в стационарной зоне детонации (модель с одной обобщенной брутто реакцией). Устойчивость решения для сильной детонации и неустойчивость решения для слабой детонации.
- Расчет структуры зоны детонации с учетом внешних воздействий: трения на стенках трубы, теплопотерь, притока или оттока массы, изменения площади сечения. Закон обращения воздействий.
- Условие самоподдерживающегося распространения головной ударной волны как условие существования звуковой поверхности (плоскости Чепмена-Жуге) в течении за волной. Множественность скоростей звука. Определение скорости самоподдерживающейся детонации.
- Определение скорости нормального горения гомогенных смесей. Экспериментальное определение, основанное на законе В.А. Михельсона. Модель и определяющие уравнения тепловой теории распространения пламени.
- Приближенное определение скорости горения по Малляру-Ле Шателье, по Зельдовичу-Франк-Каменецкому, и с учетом потерь в рамках модели конечной длины зоны реакции.
- Исследование уравнений классической теории горения в постановке Колмогорова-Петровского-Пискунова.
- Твердопламенное безгазовое горение - волновая локализация твердофазных реакций Мержанова-Боровинской-Шкиро. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез как область приложения твердопламенного горения.
- Влияние крупномасштабной и мелкомасштабной турбулентности на распространение фронта горения. Неустойчивость фронта горения в газах, явление автотурбулизации. Ускорение турбулентного пламени. Контроль скорости турбулентного горения при избирательном внешнем подводе энергии.
- Переход горения в детонацию в газах. Различие сценариев переходных процессов. Возникновение детонационных волн на контактных неоднородностях потока перед ускоряющимся фронтом пламени.
- Развитие моделей переходных процессов. Модель спонтанного перехода Зельдовича. Модель "взрыва во взрыве" Оппенгейма. Модель формирования очагов детонации в "горячих точках".
- Взаимодействие ударной волны с фронтом пламени. Эксперименты Томаса. Прямое численное моделирование Оран.
- Волны детонации и дефлаграции со сферической и цилиндрической симметрией. Решение Л.И.Седова.
- Спиновая детонация в газах. Структура детонационного фронта. Схема Зельдовича. Модель Войцеховского-Митрофанова-Топчияна. Две схемы сопряжения поперечной волны с головной.
- Ячеистая структура детонации. Численное моделирование формирования двумерных ячеек в плоском канале при задании начального возмущения. Возможные трехмерные структуры детонационных ячеек. Спиновая детонация как предел ячеистой, когда размер одной ячейки становится сравнимым с размером трубы.
- Связь неустойчивости плоского одномерного фронта с ячеистой структурой в многомерном случае. Модель Коробейникова-Левина-Маркова-Черного.
- Горение и детонация в гетерогенных средах. Структура зоны реакции.
- Определяющая система уравнений неустановившегося движения многофазных химически реагирующих сред. Параметры межфазных взаимодействий. Определение источниковых членов.
- Диффузионные режимы горения в гетерогенных системах. Метод Шваба-Зельдовича. Задача Вильямса о горении одиночной капли в атмосфере окислителя. Горение газифицирующихся частиц в газофазном и гетерогенном режимах.
- Зажигание аэровзвесей при контакте с нагретой поверхностью. Механизм распространения конвективного горения. Особенности выхода на самоподдерживающийся режим распространения ламинарного пламени. Зависимость скорости горения от диаметра частиц.
- Зажигание и горение турбулизованных полидисперсных смесей. Зависимость пределов воспламенения от концентрации горючего, энергии инициирования, интенсивности турбулентности, неоднородности распределения конденсированной фазы.
- Инициирование детонации ударными волнами в аэродисперсных смесях. Начальное затухание ударной волны. Образование *-слоя Коробейникова за волной. Ускорение и выход на самоподдерживающийся режим через пересжатые режимы на нестационарной стадии.
|