بررسی عددی ساختار دتونیشن گازی از یک کانال کوچک به کانالی دیگر با پهنای بزرگتر با مدل واکنشی یک مرحله ای آرنیوسی

با توجه به کاربردهای وسیع انکسار تراک در صنایع نظامی، موتورهای تراک ضربانی و ایمنی انتقال مواد تراک پذیر از یک محیط به محیط دیگر، این پدیده در سالیان اخیر به شدت مورد توجه قرار گرفته است. در این تحقیق شبیه سازی دوبعدی انکسار تراک گازی از کانالی کوچک به کانال با پهنای بزرگتر انجام شده است. به منظور مدل کردن پدیده، از معادلات واکنشی اویلر و مدل سینتیکی یک مرحله ای آرنیوسی استفاده شده است. برای بررسی رفتار تراک، محدوده ای از مخلوط های گازی با ساختار سلولی کاملا منظم تا کاملا نامنظم در نظر گرفته شده اند. نتایج حاصل نشان داده اند که بطور کلی تراک در هنگام انتقال به کانال با پهنای بیشتر، بخاطر بوجود آمدن امواج انبساطی و تاثیر آن روی نرخ واکنش، تضعیف می شود. اثر تغییر نسبت سطح مقطع روی انکسار تراک بررسی شده است. افزایش نسبت پهنای کانال روی رفتار تراک مخلوط گازی با انرژی فعالسازی 15 که دارای تراک با ساختار سلولی کاملا منظم است، نشان داده که محل آغازش دوباره تراک در کانال های با نسبت پهنای بزرگتر، در فواصل دورتری از محل تغییر سطح مقطع اتفاق می افتد. این یافته بیانگر تضعیف بیشتر تراک در کانال با نسبت پهنای بیشتر است. در این مخلوط ها، برخورد امواج عرضی موجود در جبهه تراک با مرزهای کانال و انعکاس آنها از عوامل مهم آغازش دوباره تراک است. نتایج نشان دادند که در مخلوط گازی با انرژی فعالسازی20 و دارای تراک با ساختار سلولی نسبتا نامنظم، اگر امواج عرضی با بسته های نسوخته موجود در کانال با پهنای بیشتر برخورد کنند، حرارت ایجاد شده ناشی از این برخورد، مکانیزم دیگری برای آغازش دوباره تراک را فراهم می کند. از طرف دیگر، مکانیزم های تشکیل خودبه خودی امواج عرضی در این مخلوط ها در آغازش دوباره تراک بسیار موثرند. در مخلوط گازی با انرژی فعالسازی 28.5 و دارای تراک با ساختار سلولی کاملا نامنظم، نسبت به مخلوط های با ساختار سلولی منظم تاثیر افزایش پهنای کانال روی رفتار تراک بسیار بیشتر می باشد. این یافته بخاطر حساسیت بسیار بیشتر این مخلوطها به تغییرات دما است. با افزایش نسبت پهنای کانال، اثرات امواج انبساطی باعث کاهش شدید نرخ واکنش و افزایش فاصله بین موج ضربه ای پیشرو و ناحیه واکنش شده است. این تضعیف به حدی است که در نسبت پهنای کانال 3، مکانیزمهایی مثل برخورد و انعکاس امواج عرضی با دیواره ها و یا برخورد امواج عرضی با بسته های نسوخته و ایجاد نقاط داغ، باعث آغازش مجدد تراک نشده است.