가스 연료와 공기 혼합물 내 압력파와 화염의 상호 작용에 의한 연소폭발천이 현상 연구

Deflagration to detonation transition by interaction between flame and shock wave in gas mixture

본 연구에서는 가스 연료와 공기 혼합물 내 압력파에 의해 유도되는 화염 가속과 연소폭발천이 현상을 수치적 계산을 통하여 살펴본다. 실험에 기반을 둔 초기 조건 하에서 점성력, 열전단, 몰질량 확산, 그리고 화학 반응을 고려한 reactive compressible Navier-Stokes 방정식을 사용하여 계산을 수행하였다. 반복되는 압력파와 화염의 상호 작용에 의해 발생되는 화염의 Richtmyer-Meshkov (RM) 불안정성에 의해 증가된 화염면을 통하여 생기는 hot spot들에 의한 폭굉의 발생을 모델링하였다. 또한 압력파의 강도 변화에 따른 연소폭발천이 현상의 변화를 살펴보았다.

This paper presents a numerical investigation of the Deflagration to Detonation Transition (DDT) of flame acceleration by a shock wave in combustible gas mixture. A model consisting of the reactive compressible Navier-Stokes equations is used. The effects of viscosity, thermal conduction, species diffusion, and chemical reactions are included. Using this model, the generation of hot spots by repeated shock and flame interaction in front and back of flame and the change of detonation occurrence by various shock intensities (Ms=1.1, 1.2, 1.3) are studied. The simulations show that as the incident shock intensity increases, the Richtmyer-Meshkov (RM) instability becomes stronger and DDT occurrence time is reduced.