题目：单管爆燃向爆震转换机理研究

含激波、爆震波的复杂流场是工程中存在的物理现象，在航空动力领域应用具有潜在的优势。爆燃向爆震的转换机理仍是燃烧理论尚未解决的难题之一。本文设计了爆燃向爆震转换实验装置，研究爆燃向爆震的转换过程。编制了一维、二维CE/SE法爆震波计算程序，对爆震波的发展和传播过程进行了数值模拟。本文主要工作内容如下：1．简要回顾了爆震波传播理论的发展历史，介绍了几种基本的理论模型。然后介绍爆燃向爆震转换的具体研究状况，包括理论数值研究，实验研究，脉冲爆震发动机中的爆震研究，指出了爆燃向爆震转换的复杂性。2．本文在实验中设计了在封闭端点火的爆震管形式，采用了小管进大管的火焰波传播方式，在主燃烧室中设置了呈螺旋型分布的铆钉加速火焰。爆震管壁面分布六个压力传感器进行压力测量，纹影仪和高速摄像仪结合观测火焰波在外流场的传播。设计了PLC控制系统，通过编程实现了实验燃气系统、测试系统、光学系统、点火系统的一体化控制。在不同条件下的实验结果展示了爆燃向爆震转换的详细过程，共分为五个阶段。管内的压力场与管外的流场显示相互对应。3．根据爆震波的特点选择了新型的CE/SE法，编制了一维和二维爆震波程序。通过对模型方程进行坐标变换，使结构化网格的CE/SE法可应用于变几何截面爆震管；将粘性、热传导、扩散等因素加入模型方程，进一步发展了CE/SE法。采用氢气空气混合物的一维爆震波和二维爆震波算例验证一维和二维程序的有效性。收敛扩张喷管外流场的数值模拟用于验证程序在变几何截面上的处理。激波与边界层相互作用的数值模拟验证程序对粘性的处理。数值结果均表明所编制程序的正确性和有效性。4．使用编制的一维程序对光管内的爆震波形成进行初步研究，分析了爆燃向爆震转换机理，研究了不同因素对爆燃向爆震转换的影响。通过二维程序研究复杂管道内的爆震波的传播过程。对简化的实验模型进行爆震管内外流场的数值模拟，与实验结果进行比较分析。在实验验证的基础上，对带不同形式的喷管内外流场进行数值比较，研究了喷管对爆震管推力性能的影响。对爆燃向爆震的转换进行进一步研究，模拟障碍物对火焰的加速过程，分析影响爆燃向爆震转换的二维因素，研究热点在爆燃向爆震转换中的作用。