Rotating detonation: History, results, problems

Among of modern papers devoted to numerical modeling of rotated waves the greater part of papers are based on assumption that such wave propagates with velocity equals to the Chapman-Jouguet velocity of ideal detonation model with plane front. But the experimental velocities of rotated detonation waves, as a rule, are less (and even much less) the velocity of ideal Chapman-Jouguet detonation. Such regimes are named as low-velocity detonation or quasi-detonation and its characteristics are practically not investigated carefully. Moreover, similar to the spinning detonation, the strong connection of velocity of rotated transverse waves with the acoustic waves of reaction products was observed. So the new model with an allowance for the losses of impulse and energy must be used at numerical modeling of RDE and new experimental investigations of regimes with understated velocity must be carried out. In given paper some important aspects of rotated detonation waves and new experimental results are analyzed: the multifront system of rotated waves; correlation of rotation velocity of waves with acoustic characteristics of reaction products; streak-records trajectory of rotated waves on moving film; pressure and temperature profiles of rotating waves; velocity deficit and energy-release.

Wśród współczesnych prac poświęconych numerycznemu modelowaniu fal rotacyjnych większość prac opiera się na założeniu, że fala ta rozchodzi się z prędkością równą prędkości idealnego modelu detonacji z czołem płaskim Chapmana-Jougueta. Ale eksperymentalne prędkości wirujących fal detonacyjnych z reguły są mniejsze (a nawet znacznie mniejsze) od prędkości idealnej detonacji Chapmana-Jougueta. Takie działania nazywane są detonacją z małą prędkością lub quasi-detonacją, a ich charakterystyka nie jest dokładnie zbadana. Ponadto, podobnie jak w przypadku wirującej detonacji, zaobserwowano silny związek prędkości fal poprzecznych z falami akustycznymi produktów reakcji. Tak więc nowy model z uwzględnieniem strat impulsu i energii musi być zastosowany do modelowania numerycznego RDE i należy przeprowadzić nowe badania eksperymentalne o zaniżonej prędkości. W artykule przeanalizowano kilka ważnych aspektów wirujących fal detonacyjnych oraz nowe wyniki eksperymentalne: wieloczłonowy układ fal rotacyjnych; korelacja prędkości rotacji fal z charakterystyką akustyczną produktów reakcji; smuga rejestrująca trajektorię fal wirujących na poruszającej się kliszy; profile ciśnienia i temperatury fal wirujących; deficyt prędkości i uwolnienie energii.