现代工业生产过程中,可燃气体的爆炸事故频繁发生,造成大量的人员伤亡和严重的财产损失,可燃性气体爆炸灾害己逐渐成为安全工程领域关注的重点。对于管道内可燃气体爆炸,爆燃过程的危害很大,而爆轰过程的破坏性则更大,往往会导致事故灾害的程度和范围的扩大,造成大量的人员伤亡和财产损失。因此,对管道内预混可燃气体的爆轰现象进行研究具有重要的实际意义。为了对高温火团点火诱导的H 2 ? O2?N2预混气体的爆轰形成过程及其爆轰过程中流场的变化进行较为系统的研究,本文采取理论分析和数值计算相结合的方法,从三个基本守恒方程出发,从理论上推导出气体爆轰的C-J模型,及爆轰参数理论计算的相关公式,并对这些参数的变化规律和趋势进行论述;基于改进的全耦合TVD格式和简化的基元化学反应模型,建立可燃预混气体爆轰波传播过程的二维模型;通过编制相应的CFD程序,对H 2 ? O2?N2预混气爆轰波的形成过程和传播特性进行数值模拟,使用不同的计算初始条件来考察模型的计算模拟能力;将计算结果与相同条件下C-J爆轰理论模型的计算结果进行比较从而使研究结果更可靠。主要研究成果如下:①以带化学反应的守恒性Euler方程组为气相基本方程模型,考虑了简化基元化学反应以及激波问题,建立了H 2 ? O2?N2预混可燃气体爆轰过程的理论模型。采用二阶精度的全耦合TVD格式求解气相方程,并以二维问题为例,对Riemann不变量表达式进行了重新推导,从而给出了求解带基元化学反应的多组分对流方程的TVD格式。同时,采用时间分裂格式较好地处理了由于气相流动特征时间和化学反应特征时间差值较大引起的刚性问题。②在一定的温度条件下,高温火团点火诱导H 2 ? O2?N2预混气体,在点火初期燃烧加速形成的爆轰波相对于管道壁面形成一定的角度,从而发生反射,形成反射波,在爆轰波的传播过程中,反射波结构也不断的向波后传播,因而整个流场具有明显的二维特征。且在形成稳定的爆轰传播过程之前首先出现了超压爆轰,最终形成稳定的爆轰传播过程。③不同计算初始参数所导致的混合气的爆轰特性不同。高温火团初始温度和压力越高,混合气燃烧加速形成爆轰所需的诱导时间相对越短,但对其后爆轰波的传播过程几乎没有太大的影响。初始混合气组分能显著影响混合气的爆轰特性,当量比接近1和反应活性大的混合气,其爆轰波传播速度更快,波后压力更高。模拟结果与经典CJ爆轰理论模型的计算结果进行比较,两者符合较好。