توسعه روش dsd ناپایا برای مخلوط های واکنشگر با استفاده از سینتیک کامل شیمیایی
چکیده
در این تحقیق بر مبنای تئوری detonation shock dynamics (dsd)، معادلات اولر واکنشی با سینتیک شیمیایی کامل در ناحیه واکنش تراک خمیده مابین شاک پیشرو و مکان صوتی حل شده است. به این وسیله تاثیر انحناء (κ) و شتاب ("d" ̇) جبهه بر سرعت انتشار موج تراک (d)، رابطه معروف به "d" ̇"-d-κ" ، برای مخلوط های گازی تراک پذیر با در نظر گرفتن سینتیک شیمیایی کامل بررسی گردیده است. سپس از این رابطه برای مطالعه ناحیه واکنش و پیش بینی مسیر موج تراک و خصوصیات جریان پشت آن در دو حالت انتشار واگرا و همگرا استفاده شده است. با استفاده از رابطه "d" ̇"-d-κ" مبتنی بر سینتیک کامل شیمیایی، یک مرز آغازش تراک در صفحه d-r استخراج گردیده است (r: شعاع انحنای جبهه موج). با استفاده از این مرز آغازش و با کمک گرفتن از یک تئوری موج بلاست نقطه ای، انرژی بحرانی آغازش مستقیم تراک پیش بینی شده است. استفاده از سینتیک کامل شیمیایی باعث شد که نتایج بدست آمده در کلیه موارد فوق در مقایسه با کارهای قبلی که بر مبنای سینتیک تک مرحله ای بوده اند، از انطباق بیشتری با داده های تجربی برخوردار باشند. مطالعات کنونی نشان می دهد که نوع سینتیک کامل شیمیایی تاثیر مهمی بر دقت محاسبه انرژی بحرانی دارد. این تاثیر هم مرتبه با اثرات ناپایا می باشد. انرژی بحرانی محاسبه شده با استفاده از روش ارائه شده در کار حاضر، برای مخلوط های حساس، که امواج عرضی نقش کمتری در ناحیه واکنش آنها دارند، از دقت بیشتری برخوردار می باشد. در تحقیق حاضر نشان داده شده است که می توان از انحنای بحرانی نمودار شبه پایای d-κ بعنوان معیاری برای ارزیابی حساسیت مخلوط های تراک پذیر استفاده نمود. مزیت این معیار بر سایر پارامترهای دینامیکی تراک، محاسبه ساده و ارزان آن و عدم وابستگی به داده های تجربی است. در کار حاضر همچنین از رابطه d-κ برای ارزیابی تاثیر نوع قواعد مخلوط بر دقت محاسبات تراک خمیده در مواد شدیدالانفجار با معادله حالت و نرخ سوزش کلی استفاده شده است. نتایج نشان می دهند که فرم قاعده مخلوط تاثیر چندانی بر خواص تراک تخت و تراک خمیده همگرا ندارد. اما این اثر در تراک واگرا کاملاً مشهود است.