Page 57 - 《爆炸与冲击》2026年第10期

第 46 卷 陆 乐，等： 活塞驱动的病态爆轰波纵向稳定性研究 第 10 期

2.2.1 高频低幅振荡模式
图 6 中所示为 A 点的高频低幅振荡模式对应的活塞驱动速度 u p =3.3，其值大于 u s （≈2.04），此状态下
系统处于过驱爆轰状态，如图 2(b) 所示。图 7 给出了该工况下爆轰波峰值压力随时间变化的波形图及
其放大图，可以看出峰值压力呈现的是频率很高的单一振幅的振荡行为，其振荡频率 k=0.842 7。取

ZND 结构对应的初始时刻和图 7(b) 中典型的波峰、波谷对应的时刻，可以对爆轰波结构进行分析。图 7(b)
中的圆点标出了波峰和波谷对应的时刻。

1.10 1.10

Peak
1.05 1.05
p max /p N 1.00 p max /p N 1.00

0.95 0.95
Valley
0.90 0.90
0 50 100 150 140 142 144 146
− t − t

图 7 算例 1 峰值压力振荡曲线（左）及局部放大图（右）
Fig. 7 Peak pressure oscillation curve of case 1 (left) and its locally enlarged curve (right)

图 8～9 分别给出了 t =0（对应初始 ZND 结 30 5
t =141.6（对应图 7 t =142.4（对
25 4
构）、 中的波峰）和 p/p 0
应图 7 中的波谷）3 个典型时刻下，爆轰波波后 Ma
Σ
20 3
压力、马赫数 Ma（激波坐标系）和热性 Σ 沿反应
区的变化规律，这里的压力是采用初始压力进行 p/p 0 15 Plane at Σ=0 2 Ma, Σ/μs −1
t =0 的 ZND 10 1
无量纲化后的结果（p/p ）。首先从
0
结构（图 8）可以看出，爆轰波波后热性 Σ 曲线先 5
0
经历了 1 个正峰，这代表了爆轰波波后正常的反 0
−4 −3 −2 −1 0 1
应放热做正功的现象，当 Σ 降低到 0 之后会继续 x/Δ 1/2
降低进而出现 1 个负峰，这代表了典型的病态爆
图 8 算例 1 初始 ZND 时刻无量纲压力、马赫数和
轰的对外做负功的现象，这种现象正是波后摩尔 热性沿反应区的变化规律
数减小使得系统体积减小而做负功的能力超过 Fig. 8 Dimensionless pressure, Mach number, and thermicity
了系统放热做正功的能力所造成的。此外，波后 in the reaction zone at the initial ZND state for case 1

30 5 30 5

Perturbation
p/p 0 p/p 0 Perturbation
25 Ma 4 25 Ma 4
Σ Σ
20 3 20 3
p/p 0 15 2 Ma, Σ/μs −1 p/p 0 15 2 Ma, Σ/μs −1
Plane at Σ=0 Plane at Σ=0
10 10
1 1
5 5
0 0
0 0
0.209 5 0.210 0 0.210 5 0.210 5 0.211 0 0.211 5
x/m x/m
−
−
(a) t =141.6 (peak) (b) t =142.4 (valley)
图 9 算例 1 波峰和波谷时刻无量纲压力、马赫数和热性沿反应区的变化
Fig. 9 Dimensionless pressure, Mach number, and thermicity in the
reaction zone at peak and valley times for case 1

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