Статистическое моделирование течения предварительно колебательно возбужденного водорода в ударной трубе и возможность “физической детонации”

Метод Монте-Карло нестационарного статистического моделирования применен для численного моделирования задачи о фронте ударной волны в колебательно-возбужденном H$_{2}$, помещенном в канал низкого давления (КНД) ударной трубы. Полагалось, что колебательная температура H$_{2}$ была 3000 K. Рассматривались случаи частично и полностью возбужденного H$_{2}$. Газом-толкателем также был равновесный H$_{2}$, но с концентрацией, в 50 раз большей, чем H$_{2}$ в КНД. Дополнительно интенсивность ударной волны варьировалась путем подогрева газа толкателя. Показано, что при достаточно слабом переходе предварительно запасенной колебательной энергии в поступательную наблюдается замедление волны со временем. В случае довольно интенсивного обмена колебательной энергии, когда газ-толкатель подогрет и в КНД находится полностью колебательно-возбужденный H$_{2}$, имеет место увеличение скорости волны со временем (приблизительно в 1.5 раза). Это приводит к “физической детонации”, когда параметры волны начинают определяться переходом колебательной энергии в тепловую и не зависят от условий ее инициирования.