爆轰现象，作为一种高速燃烧的极端模式，在航空航天、军事和工业等多个领域展现出其重要的应用潜力。本研究团队致力于对爆轰现象进行深入的基础研究，并开发相应的应用技术，特别是针对在极端条件下爆轰起爆的工程难题。我们的核心目标是深化对爆轰波形成机制的理解，特别是激波与火焰之间的强耦合结构。通过研究直接起爆和爆燃加速转捩两种机制，我们深入探索了爆轰波的起爆过程，并分析了激波的反射及衍射特性。本研究不仅涵盖了理论分析，还包括了实验验证和数值仿真，旨在构建一套完整的激波衍射过程的关键调控技术体系。为了在低温低压环境下实现爆轰的可靠起爆，我们实验室建立了激波聚焦点火试验台。利用高速纹影可视化实验平台和先进的压力、火焰探测技术，我们能够全面捕捉并还原激波聚焦后引发爆轰起爆的全过程。这些实验平台和技术提供了直观的实验数据和图像，极大地促进了我们对爆轰波形成和发展的深入理解。结合高精度的数值仿真技术，我们能够对爆轰起爆过程进行详尽的分析，准确获取激波及热点强度等关键参数。这些关键信息对于优化爆轰发动机的设计和提升其性能具有决定性作用。此外，本研究团队也在探索斜爆轰发动机的可靠启动技术。基于我们的研究成果，我们期望能够显著提高发动机的启动效率和运行稳定性，为相关领域的技术进步贡献力量。

依托现有实验及仿真技术，在燃烧及航空宇航领域顶刊Proceeding of combustion institute, Combustion and Flame, Chinese Journal of Aeronautics 和 Acta Astronautica等期刊上发表文章多篇，并获得业内好评。

主要成果包括：

[1] Yang Z Z, Cheng J, Zhang B*.Deflagration and detonation induced by shock wave focusing at different Mach numbers. Chinese Journal of Aeronautics, 2024, 37(2): 249-258

[2] Yang Z Z, Zhang B*, Ng HD. Detonation onset due to the energy accumulation effect of shock wave focusing. Acta Astronautica, 2024, 215:264-276

[3] Yang Z Z, Zhang B*. Numerical and experimental analysis of detonation induced by shock wave focusing. Combustion and Flame, 2023,251: 112691.

[4] Yang Z Z, Zhang B*. Experimental observations of gaseous cellular detonation reflection. Proceeding of the Combustion Institute, 40(1-4), 105519.

[5] Zhang B*, Li Y, Liu H. Analysis of the ignition induced by shock wave focusing equipped with conical and hemispherical reflectors. Combustion and Flame, 2022,236:111763.

[6] Li Y C, Zhang B*. Visualization of ignition modes in methane-based mixture induced by shock wave focusing. Combustion and Flame, 2023,247: 112491.

模拟结果

实验结果

试验台

试验台