【正文】 轉(zhuǎn)。 1962 年 , Sasoh A 在美國海軍試驗室進行了乙炔 /氧氣的爆轟推進實驗 ,但由于起爆能量不足 ,其研究的結(jié)論尚待探討 [26]。 爆轟推進的研究： 爆轟過程的熱效率及其迅速的能量轉(zhuǎn)換機理引起了人們的極大興趣。爆轟中的化學(xué)反應(yīng)過程高速釋放能量。人們通常把燃燒（即爆燃）和爆轟聯(lián)系起來考察。 爆轟過程不僅是一個流體動力學(xué)過程，還包括復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)過程。反應(yīng)區(qū)前沿為一以超聲速運動的激波，稱為爆轟波 [20]。 ZND模型首次提出了化學(xué)反應(yīng)的引發(fā)機制，并考慮了化學(xué)反應(yīng)的動力學(xué)過程，是 CJ 理論的重要發(fā)展。由于對化學(xué)反應(yīng)細節(jié)進行研究和描述十分困難，這就導(dǎo)致了人們至今都未能完全了解爆轟波的結(jié)構(gòu)和自持機理。另外，炸藥的爆轟實際上存在一個有一定寬度的反應(yīng)區(qū)，而且有些反應(yīng)區(qū)的寬度相當(dāng)大，因此，將爆轟波僅僅看作一個強間斷面已不恰當(dāng)。 CJ 理論是定常爆轟理想化的理論，盡管忽略了化學(xué)反應(yīng)的具體進展過程，但它能成功用于爆轟理論分析，尤其爆轟波速度的計算。將爆轟波或爆燃波簡化為含化學(xué)反應(yīng)的強間斷面的理論通常稱為 ChapmanJouguet 理論，簡稱 CJ 理論。 ZND 模型顯然要比 CJ 理論更符合實際情況，但由于 CJ 理論簡單易用，所以至今還在被廣泛使用[11]。人們逐漸認識到爆轟的本質(zhì)是伴有化學(xué)反應(yīng)的沖擊波，前沿沖擊波作用在含能材料上，在高溫高壓條件下誘導(dǎo)化學(xué)反應(yīng)，釋放的能量支持沖擊波繼續(xù)推進，力學(xué)效應(yīng)和化學(xué)效應(yīng)互相禍合使得爆轟波的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜 [4]。而西方國家直到 13 世紀才開始應(yīng)用由阿拉伯傳入到歐洲的火藥知識 [2]，比中國晚了 300~500年。 關(guān)鍵詞： 爆轟燃燒、旋轉(zhuǎn)爆轟發(fā)動機、單向引燃 2 Abstract Briefly the basic principles of bustion and detonation in energy, aviation, aerospace and other fields of application background, detonation engine development process as well as the classification of detonation engine to analyze some of the key technical difficulties, difficulties of some of the design for the outlook . Highlights the rotating detonation engines, because rotating detonation engine is a new type of detonation engine. In advance, the rotating detonation engine along with a pulse detonation engines and in some of the advantages given detonation engines, either zero start, and no export detonation noise and pollution of detonation products is very small, with broad application prospects. Rotating detonation engine bustion chamber for a brief introduction to the structure, while for the drawbacks of directional pulse ignited pilot burner design, the different ways according to ignite the design is divided into two categories, one is connected to the bustion chamber by a catheter design, can be just an ordinary ignition detonation wave is formed in the bustion chamber。 重點介紹旋轉(zhuǎn)爆轟發(fā)動機，因為旋轉(zhuǎn)爆轟發(fā)動機是一種新型的爆轟發(fā)動機。在推進方面，旋轉(zhuǎn)爆轟發(fā)動機同時具備了脈沖爆轟發(fā)動機和駐定爆轟發(fā)動機的某些優(yōu)點，既可以零起動，又沒有出口爆轟產(chǎn)生的噪音，且爆轟產(chǎn)物的污染很小，具有廣闊的應(yīng)用前景。 other is based on the characteristics of the ignition pulse, and the fuel from the restriction burning direction angle direction, the directional design igniter. This article will explain in detail the design, and the advantages and disadvantages of each design brief analysis. Keywords: Detonation bustion、 Rotating detonation engine、 Unidirectional ignition 3 目錄 第一張：緒論 ……………………… …………………………………… 1 、爆轟理論基礎(chǔ) …………………………………………………1 、爆轟燃燒的基本原理 ………………………………………… .4 、爆轟推進的研究 ……………………………………………… ..4 、旋轉(zhuǎn)爆轟發(fā)動機研究意義 …………………………………… ..5 、旋轉(zhuǎn)爆轟發(fā)動機的結(jié)構(gòu) ……………………………………… ..5 、單向引燃設(shè)計 ………………………………………………… ..6 、燃燒室結(jié)構(gòu) …………………………………………… ...6 、單向引燃設(shè)計的必要性 ……………………………… ...7 、旋轉(zhuǎn)爆轟發(fā)動機單向引燃的設(shè)計意義 ……………………… ..8 第二章：犀牛簡介 ……………………………………………………… ...9 、犀牛特點 ……………………………………………………… ....9 、犀牛界面 ……………………………………………………… ..10 、犀牛功能介紹 ………………………………………………… ..12 、犀牛主體工具 ………………………………………… ...12 、犀牛輔助工具 ………………………………………… ...16 第三章：單向引燃設(shè)計 ………………………………………………… .19 、基于普通點火的單向引燃設(shè)計 ……………………………… ..19 、基于脈沖點火的單向引燃設(shè)計 ……………………………… ..21 第四章 ：全文總結(jié)和展望 ……………………………………………… .30 致 謝 …………………………………………………………………… .31 參考文獻 ………………………………………………………………… .32 1 第一章：緒論 一、 緒論 爆轟理論基礎(chǔ) 燃燒過程可以產(chǎn)生爆炸，燃燒導(dǎo)致的爆炸可以按照燃燒速度分為兩類： 爆炸性混合氣體的火焰波以低于聲速傳播的燃燒過程稱為爆燃； 爆炸性混合氣體的火焰波在管道內(nèi)以高于聲速傳播的燃燒過程稱為爆轟 [1]。雖然中國古代文明在爆炸領(lǐng)域做出了卓越的貢獻，但近代爆炸力學(xué)的科學(xué)基礎(chǔ)卻是在 19 世紀以來由歐洲學(xué)者們完成的。 19 世 紀末， Krzychi, [5]等人在實驗研究氣相爆轟的基礎(chǔ)上，提出了 CJ 理論[6]，該理論將爆轟波中的化學(xué)反應(yīng)區(qū)縮為一個強間斷面，使得可以用流體力學(xué)方法處理爆轟波，而不必考慮化學(xué)反應(yīng)的過程。 以下是簡單介紹 CJ 理論和 ZND 模型： 1） CJ 理論 2 這一理論是借助氣體動力學(xué)原理來闡釋的 [11]。 CJ 理論的關(guān)鍵不僅在于上述的 CJ 假定 , 還在于提出了爆轟波能夠定常傳播的約束條件 —CJ 條件 。應(yīng)用 CJ 理論計算得出的氣體爆轟的爆速值與實測值相差只有 1％ ~2％ [15]。這說明還須對爆轟波的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行深入研究。而對爆轟波精細結(jié)構(gòu)和自持機理的研究 [17]，一直都是爆轟學(xué)的一個重要研究領(lǐng)域。 ZND 模型的物理構(gòu)像如圖 所示： 圖 ZND 模型的物理構(gòu)像 ZND 模型的基本假設(shè)有： （ 1）流動是一維的； （ 2）沖擊波是間斷面，忽略分子的輸運（如熱傳導(dǎo)、輻射、擴散、粘性等）； （ 3）在激波前，化學(xué)反應(yīng)速度為零，沖擊波后的化學(xué)反應(yīng)速率為一有限值（非無窮大），反應(yīng)是不可逆的； （ 4）在反應(yīng)區(qū)內(nèi)，介質(zhì)質(zhì)點都處于局部熱力學(xué)平衡態(tài)，但未達到化學(xué)平衡 態(tài)（組分在變）。爆轟波掃過后，介質(zhì)成為高溫高壓的爆轟產(chǎn)物。兩者互相影響、互相耦合。爆轟同燃燒最明顯的區(qū)別在于傳播速度不同。因此 ,爆轟的功率很大 ,高效炸藥每平 方厘米爆轟波陣面的功率高達 1010W。爆轟推進的相關(guān)研究可以追溯到二十世紀三、四十年代 ,其中 ChristoPher M 1940 的工作是有開創(chuàng)意義的 [24]。 1986 年美國海軍研究院的 S M S Aksenov 繼續(xù)了這項研究 ,并在實驗中引入了自吸式PDE 和預(yù)燃起爆的概念 [27]。波后燃燒產(chǎn)物通過膨脹經(jīng)由軸向至開口端排出，從而產(chǎn)生推力。在燃燒室里有三個主要的物理過程 :空氣 /燃料混合 ,可燃氣體起爆和爆燃到爆轟的過渡過程 (DDT)[30]。 (2) 脈沖點火單向引燃 通過燃燒室頂部的一個脈沖點火器進行點火，由于點火點點燃后會以球狀向四面八方擴散，在充滿燃氣的燃燒室內(nèi)，不能保證爆轟的定向性，所以要通過一些結(jié)構(gòu)設(shè)計，使爆轟具有定向性，增加爆轟的穩(wěn)定性以及燃料的利用效率。 Rhino3D NURBS(NonUniform Rational BSpline)非均勻有理 B 樣條曲線。當(dāng)今，由于三維圖形軟件的異常豐富，想要在激烈的競爭中取得一席之地，必定要在某一方面有特殊的價值。其次，它不象其它三維軟件那樣 有著龐大的身軀，動輒幾百兆；而 Rhino 全部安裝完畢才區(qū)區(qū) 20 幾兆。 (2) 行業(yè)應(yīng)用 10 Rhino 早些年一直應(yīng)用在工業(yè)設(shè)計專業(yè)，擅長于產(chǎn)品外觀造型建模，但隨著程序相關(guān) 插件 的開發(fā)，應(yīng)用范圍越來越廣，近些年在建筑設(shè)計領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣，Rhino 配合 grasshopper 參數(shù)化建模插件，可以快速做出各種優(yōu)美曲面的建筑造型，其簡單的操作方法、可視化的操作界面深受廣大設(shè)計師的歡迎。 ③ 渲染插件： Keyshot、 Flamingo（火烈鳥）、 Penguin（企鵝）、 VRay 和Brazil（巴西）等等（更多插件待更新）。 圖 犀牛菜單命令 命令行和命令歷史窗口：不同于 Autocad，它是位于軟件界面上方，（ 個人感覺更符合視覺習(xí)慣），同樣類似于 Autocad，有很多命令參數(shù)您需要在命 令行窗口進行選擇。關(guān)于視窗在后面會具體講解。 圖 犀牛實體工具欄 13 實體工具集功能及主要使用方法如下： 布爾運算： 布爾運算包括三種形式 并集、交集、差集（包括 AB 和 BA）。 C 在旋轉(zhuǎn)，縮放、移動物體時，選擇 C 參數(shù)可復(fù)制物體。 陣列可分為矩形陣列、環(huán)形陣列、沿著曲線陣列、沿著曲面陣列、沿著曲面 上的曲線陣列等。 圖 環(huán)形陣列 16 另外 Rhino 還支持沿曲線陣列及沿曲面陣列，如圖 和 所示： 圖 沿曲線陣列 圖 沿曲面陣列 犀牛輔助工具 ? 圖層控制 圖層不只是 CAD 軟件才擁有的功能 ，在 3D 軟件當(dāng)中使用圖層也可以更好 地管理場景。 圖層工具按鈕還可以打開一個工具集，工具集如圖 所示，但這些功能我們平時幾乎是用不到的。 是將子 圖層移到最近一個父圖層。在默認渲染器和沒有特殊 插件的情況下，工具板的相應(yīng)功能如圖 所示，物件屬性工具面板包含物件、材質(zhì)和紋理映射三個子面板。 燃燒在直通管道中是穩(wěn)定的向前傳播的，當(dāng)遇到擾流片時，燃燒會變得不穩(wěn)定，燃燒會加劇，溫度升高，使得聲速也變高，當(dāng)后面的燃燒推進