ИСТИНА

Изучается вопрос о возможности стабилизации детонационного горения водородовоздушных смесей, поступающих с высокой сверхзвуковой скоростью в осесимметричное сопло Лаваля. В основе математического моделирования течения с детонационным горением водородовоздушной смеси - нестационарные двумерные уравнения невязкого многокомпонентного газа с химическими превращениями. Для описания процессов горения водородовоздушных смесей используется детальная кинетическая модель [1], которая включает 9 компонент, участвующих в 33 неравновесных обратимых реакциях. Теплоемкость и энтальпия смеси рассчитываются по приведенной энергии Гиббса газовых компонент [2]. Численное моделирование проводится на базе конечно-разностной схемы С.К. Годунова [3] и ее модификации [4], повышающей порядок аппроксимации гладких решений до второго по пространственным переменным. В рамках принятых моделей газодинамики и кинетики горения показана возможность стабилизации детонационного горения водородовоздушных смесей на высотах до 40 км при числе Маха набегающего потока от 7 до 9. Определена конфигурация осесимметричных конвергентно-дивергентных сопел, обеспечивающих инициирование детонационного горения водорода в условиях высотной атмосферы. Необходимое сужение конвергентной части предварительно оценивается по одномерной теории. Форма сопла определяется с учетом опыта расчетов детонационного горения на малых высотах [5]. Эффект уплотнения поступающей смеси усиливается использованием центрального тела, состоящего из направленного навстречу потоку конуса, продолженного цилиндром с увеличенным радиусом. 1. Азатян В.В., Андрианова З.С., Борисов А.А., Иванова А.Н. Основные реакции, определяющие тепловыделение в процессе горения водорода с кислородом// Кинетика и катализ. 2012. Т. 53. № 6. С. 683-689 2. Гурвич Л.В., Вейц И.В., Медведев В.А. и др. Термодинамические свойства индивидуальных веществ. Справочник. Т.1. Кн.2. М.: Наука. 1978. 327с. 3. Годунов С.К., Забродин А.В., Иванов М.Я. и др. Численное решение многомерных задач газовой динамики. М.: Наука, 1976. 400с. 4. Туник Ю. В. Численное решение тестовых задач на основе модифицированной схемы С.К. Годунова // Журнал вычислительной математики и математической физики. 2018. Т. 58. № 10. С. 1629-1641. 5. Зубин М.А., Туник Ю.В. О стабилизации детонационного горения водорода в сопле Лаваля // Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2015. Т. 16, № 3. С. 1-8.