• ISSN 1001-1455  CN 51-1148/O3
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氮气隔离对氢气驱动空气激波风洞管内流场特性影响的准一维数值模拟

屈涛, 慎志豪, 黄成扬, 何林, 孔小平, 吴里银, 罗仕超, 杨烜. 氮气隔离对氢气驱动空气激波风洞管内流场特性影响的准一维数值模拟[J]. 爆炸与冲击. doi: 10.11883/bzycj-2026-0103
引用本文: 屈涛, 慎志豪, 黄成扬, 何林, 孔小平, 吴里银, 罗仕超, 杨烜. 氮气隔离对氢气驱动空气激波风洞管内流场特性影响的准一维数值模拟[J]. 爆炸与冲击. doi: 10.11883/bzycj-2026-0103
QU Tao, SHEN Zhihao, HUANG Chengyang, HE Lin, KONG Xiaoping, WU Liyin, LUO Shichao, YANG Xuan. Quasi-one-dimensional numerical simulation study on the effect of nitrogen isolation on flow field characteristics in the shock tube of a hydrogen-driven shock tunnel[J]. Explosion And Shock Waves. doi: 10.11883/bzycj-2026-0103
Citation: QU Tao, SHEN Zhihao, HUANG Chengyang, HE Lin, KONG Xiaoping, WU Liyin, LUO Shichao, YANG Xuan. Quasi-one-dimensional numerical simulation study on the effect of nitrogen isolation on flow field characteristics in the shock tube of a hydrogen-driven shock tunnel[J]. Explosion And Shock Waves. doi: 10.11883/bzycj-2026-0103

氮气隔离对氢气驱动空气激波风洞管内流场特性影响的准一维数值模拟

doi: 10.11883/bzycj-2026-0103
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Quasi-one-dimensional numerical simulation study on the effect of nitrogen isolation on flow field characteristics in the shock tube of a hydrogen-driven shock tunnel

  • 摘要: 为解决氢气驱动空气激波风洞中激波管内氢气与空气接触区掺混燃烧产生的污染物对有效试验时间及试验气体品质的影响问题,本文提出使用氮气隔离的运行方式,通过求解准一维热化学非平衡Navier-Stokes方程,开展了氢气驱动激波风洞典型运行状态下流场的数值模拟研究。对比了氢气直接驱动空气与使用等压氮气进行隔离的流场特性,主要包括入射激波马赫数、掺混燃烧发生发展情况、激波管内驻室区域压力、温度及组分分布等特性,获得氮气隔离方式对激波风洞流场特性的影响。结果表明:氮气隔离对激波管末端入射激波马赫数影响不大,从激波强度上对总温总压模拟能力影响并不显著,驻室气体压力曲线振荡幅值减少,压力提前达到稳定,小幅度延长有效试验时间;添加氮气隔离段有效抑制了氢气驱动空气激波风洞管内燃烧的发生,主要体现在激波管内沿程水组分分布的浓度与展宽显著减小,激波管末端驻室测点的水组分浓度显著降低,同时有效抑制了驻室温度曲线骤升即燃烧放热的现象;在50 MPa氢气驱动0.1 MPa空气典型工况下,隔离段长度考虑为低压被驱动段总长1/3,能起到很好的抑制氢氧燃烧的同时又避免过多设置氮气隔离长度造成对空气总量的损失。
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出版历程
  • 收稿日期:  2026-04-07
  • 网络出版日期:  2026-09-02

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