О гидродинамической толщине ячеистой детонации (обзор)

Для определения динамических параметров детонации (пределов распространения, энергии прямого инициирования, критического диаметра трубы и т. д.) требуется знание характерного масштаба длины для детонационной волны в направлении ее распространения. Однако большинство процессов детонации неустойчивы, течение в зоне реакции турбулентное и структура потока значительно отличается от идеализированной одномерной модели Зельдовича–Неймана–Дёринга. Показано, что наиболее подходящим масштабом длины для турбулентной детонационной волны является расположение звуковой поверхности, которая отделяет статистически стационарный поток структуры зоны реакции от нестационарного расширения позади волны. Проанализированы предшествующие физические и численные эксперименты с целью определения соотношения между положением средней звуковой поверхности и химическими, механическими и термодинамическими процессами релаксации в детонационной волне. Анализ экспериментальных данных показал, что возможно моделирование структуры турбулентных детонаций в одномерной постановке Зельдовича–Неймана–Дёринга с учетом влияния турбулентности через источниковые члены в уравнениях энергии и импульса. Источниковые члены включают скорости релаксации механических и тепловых флуктуаций и тепловыделения при стремлении системы к равновесию. В рамках идеализированной одномерной структуры с источниковыми членами положение звуковой поверхности определяется балансом между конкурирующими источниковыми членами, удовлетворяющими обобщенному критерию Чепмена–Жуге.
Рекомендуется будущие исследования детонации проводить с целью: 1) получения большой экспериментальной базы данных о средних параметрах детонации (скорость детонации, положение звуковой поверхности и средних профилей параметров в зоне реакции), 2) развития (уточнения) соответствующих источниковых членов, учитывающих турбулентные пульсации в осредненных уравнениях движения.