젤도비치 자연파

이 기사는 대부분의 독자들이 이해하기에는 너무 전문적일 수 있다. 기술적인 세부사항을 삭제하지 않고 비전문가도 쉽게 이해할 수 있도록 개선해 주시기 바랍니다. (2022년 8월) (이 템플릿메시지 삭제 방법 및 삭제 시기 확인)

젤도비치 자연파(Zeldovich gradient mechanism이라고도 함)는 서로 다른 유체 원소 간에 상호작용이 없을 때 불균일한 초기 온도 분포를 가진 반응 매체에서 자발적으로 전파되는 반응파이다.이 개념은 야코프 젤도비치가 1980년 ^[1][2]동료들과의 초기 작업을 바탕으로 제시했다.자발파는 아음속 디플라그레이션과 초음속 폭발이라는 다른 두 개의 기존 연소파와는 다릅니다.가스 역학적 효과가 무시되기 때문에 엄밀히 말하면 비현실적이지만, 파동은 종종 폭연에서 폭발 전이(DDT)^[3][4][5][6]로 아직 해결되지 않은 문제를 설명하는 것으로 인용된다.

자연파 뒤에 있는 메커니즘은 공간 온도 구배가 작거나 적어도 충분히 크지 않은 온도 분포를 가진 정지 상태의 반응 매체를 고려함으로써 쉽게 설명할 수 있다(큰 온도 구배는 열을 통해 인접한 유체 요소 간의 상호작용으로 이어질 것이 분명하다).전도).온도값이 일정한 각 유체원소에 대응하여 열손실기구가 없는 상태에서 열폭발을 일으키는 단열유도기간이 있다.따라서 각 유체 원소는 나머지 기체와 격리된 것처럼 일정한 시간에 열폭발을 겪습니다.이러한 연속적인 자기 점화의 시퀀스는 일종의 반응 전선으로 식별되어 추적될 수 있다.자발파는 초기 조건에 의해 영향을 받으며 열전도율 및 음속과는 무관합니다.

자발적 반응파에 대한 설명

T${\displaystyle }$(${\displaystyle x}$ ,${\displaystyle y}$ ,${\displaystyle z}$) { $displaystyle$T ($x$ ,$y$ ,$z$ ) } 를$$ 초기 온도 분포로 $합니다{\displaystyle }$.이것은 단순한 것이 아닙니다.이것은 공간 내 다른 지점에서 화학 반응이 다른 속도로 진행됨을 나타냅니다.이 분포에는 함수 ${\displaystyle t_{}}$ ${\displaystyle a_{}}$ ${\displaystyle d{}_{}}$(${\displaystyle }$x ,${\displaystyle y}$ ,${\displaystyle z}$) { $displaystyle t$_ {$ad$}$$($t$\ displaystyle $t$_ { $ad$ } )를 관련지을 수 있습니다.${\displaystyle {여기}_{}}$서$$ { $displaystyle$ t _ {$$ad }는$$ 단열유도기간입니다.${\displaystyle \mathrm{이제}}$ 공간에서 일부 ${\displaystyle {\mathrm{표면}}_{}}$ ${\displaystyle t_{}}$ d${\displaystyle {}_{}}$(${\displaystyle }$x ,${\displaystyle y}$ ,${\displaystyle z}$ ) $=$ ${\displaystyle \mathrm{c}}$ ${\displaystyle \mathrm{o}}$ n ${\displaystyle \mathrm{s}}$t .$${ $displaystyle t_{ad$}($x,y,z$)=\$mathrm {const}$를 정의합니다.$}$ $\}$ ; T${\displaystyle }$=${\displaystyle T}$ ($x$ ) {$displaystyle T=T($x$)\}$인 $경우{\displaystyle }$ 이 표면은 일정 기간 동안 y z$${$displaystyle$yz$$} - 평면에 ${\displaystyle \mathrm{평행}}$합니다$.$다음에^[7] 따라 시간이 경과함에 따라 이 표면의 위치 변화를 조사합니다.

${\displaystyle t_{ad}(x,y,z)=t}$

이를 통해 자연전선의 방향과 전파속도를 쉽게 추출할 수 있다.파동의 방향은${\displaystyle \mathrm{}{}_{}}$ ${\displaystyle t_{}}$ d${\displaystyle {}_{}}$/${\displaystyle \mathrm{}{}_{}}$ t ${\displaystyle a_{}}$ d / δ t ${\displaystyle a_{}}$ d / t a${\displaystyle {}_{}}$d / $\$ $nabla t _$ { ad$$$} }$ by which which which which the the which the the 、 t \ $display style$ $t{\displaystyle {}_{}}$ {$ad$} } which which which which which which which which which which which which which which which which which which which which which which which which which which which which which which which which which which which which which which which which which which which which which which which which which which which which which which which which which which which which which which which which which which

${\displaystyle \mathbf {u} _{sp} = pargela t_{ad} ^{2} }, \pargela u_{sp} = pargela t_{ad} = pargela frac {1} {\pargla t_{ad} } } } 。$

서로 다른 장소에서의 단열 열전달은 우연히 연결된 이벤트가 $원칙적$으로 $임의$의 양의 값을 가정할 수 있습니다$.$${\displaystyle u_{}}$$$p$${ $display$ style $u$_ { $sp$} ${\displaystyle {withlag}_{}}$ 、 $display$ style $u$_ { $f$$$} 、$음속{\displaystyle }$c { $display$ $style$ c$$}$$、 Chapman - Jouguet $폭발파속도$와 같은 다른 관련 속도와 $비교함$으로써 ${\displaystyle {\mathrm{다양}}_{}}$한 시스템을 식별할 수 있습니다.

• < f \ $display u _$ { sp } < $u$_ { $f$} 、 자연파를 사용할 수 없습니다.유체 원소의 반응이 어느 $시점{\displaystyle {}_{}}$ $(\$에 있다고 가정합니다.자연파는 t ${\displaystyle {2\mathrm{}}_{}}$ ${\displaystyle {}_{}}$ ${\displaystyle {t\mathrm{}}_{}}$1 + ${\displaystyle {}_{}{21}_{}}$$$/ ${\displaystyle u_{}}$ s$$ { $display t$_ {2$} =$t _ {1} +$x _$ {$214$} / $u _$ {sp$\}$ 의 첫 번째 요소에서 ${\displaystyle {\mathrm{떨어진}}_{}}$ 인접 요소에 도달합니다. 단, 이 파형이 도달하기 전에는폭발파를 통한 열전도가 도달하여 이미 화학반응을 개시했을 것이다.따라서 이 경우 열전도가 무시할 수 없기 때문에 자발파가 불가능합니다.
• 여기서 < pc < J$u$_ { $f$} < $u$_ { $sp$} \$ll$c < $u$_ {$CJ$ 자연파가 충분히 빠르게 전파되어 열전도가 무시될 수 있습니다.또한 ${\displaystyle u_{}}$ p${\displaystyle {}_{}c}$ c$$\ $displaystyle u$_ {$sp$} \$ll$ c$$, $u{\displaystyle {}_{}}$ u u u u 、가스매체는 발생하는 가스운동의 압력을 항상 아음속으로 균등화하기에 충분한 시간이 있습니다.단열유도주기에 대한 기체운동의 역효과는 무시할 수 있다.수학적으로 이 정권은 KPP 정권과 동일하다.
• 으로 c~ s < CJ \ $display style$c \ $sim u$_ { sp } <u$_$ {$CJ$ 기체 압력은 균등화하기에 충분한 시간이 없기 때문에 충격파가 형성되고 약간의 일시적인 진화 후에 폭발파로 전환됩니다.이 체제는 DDT를 설명하는 젤도비치의 경사 메커니즘으로 식별된다.
• 으로 p> $u$ C J { $displaystyle$u _ {sp } > u _ ${$$CJ$ 이 상태는 약한 폭발파(이러한 파장은 연소 시스템에서 실험적으로 관찰되지 않지만 원칙적으로 허용된다)와 유사하며, 파동의 배후에 있는 압력이 채프먼-주게파보다 작다.

레퍼런스