(a)
(b)
1 mm
0.15 0.12 0.09 0.06 0.03 0 0.15 0.12 0.09 0.06 0.03 0
圖 4-4 火焰中央截面OH濃度分布圖 (a) 40 μs絕熱壁面 (b) 60 μs等溫300 K壁面。
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但由圖 4-5及圖 4-6為兩邊界下中心軸向的溫度與壓力分布，緩燃焰 經壁面成功點火後，往前傳遞的氣流會使火焰面前區域壓力些微提高，
火焰面上的壓力會隨著傳遞過程而增加，所累積的壓力並對火焰前後形 成壓力梯度，驅使流場往兩端移動。由於火焰在於微管中傳遞，壁面所 產生的邊界層效應相對明顯，邊界層也使得已燃氣體較不易往前推擠，
進而累積壓力。
圖 4-5 不同時態下火焰於絕熱壁面條件之中心軸向壓力與溫度分布(時 間間距10 μs)。
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圖 4-6 不同時態下火焰於300 K等溫壁面條件之中心軸向壓力與溫度分 布(時間間距10 μs)。
邊界條件對於火焰面前端的壓力提升也會產生影響。在圖 4-5絕熱壁 面條件下，火焰面前壓力提高的影響距離不及圖 4-6等溫條件長。因等溫 壁面使火焰面之後高溫燃氣產生冷卻，高溫氣體推擠所產生的壓力無法 如絕熱條件下快速增加。所以在相對緩慢的壓力疊加過程中，前方的未 燃氣體擁有較多的時間進行壓力擴散，致使緩燃焰轉變成震燃焰所需的
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加速過程延長。當緩燃焰發展成爆震焰之後，在火焰面前端存在著一個 高梯度的壓力波，阻絕已燃氣體往前推擠。由壓力分布曲線也可得知，
當爆震焰產生且壓力突增時，在靠近點火面部分的壓力也會隨著提高。
這主要是因爆震焰產生同時，震波除了往前傳遞之外，還產生了一個往 後傳遞的反射波(retonation)，往點火面方向產生壓縮。此反射波撞擊點火 壁面產生再次反射，而在點火區域產生一個局部的壓力提升現象。
因此等溫壁面的冷卻影響，於圖 4-7與圖 4-8火焰傳遞速度分布圖 中，可知熱膨脹效應的減弱及緩慢的壓力累積將使火焰有較長的加速過 程。在等溫壁面下的緩燃焰區域傳遞速度提升，隨著火焰傳遞而緩慢提 高， DDT時間及距離則有約50 s及10 mm以上的差異。
圖 4-7 壁面絕熱及等溫300 K之熱邊界條件下，化學當量氫氧焰傳遞速 度隨傳遞時間分布。
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圖 4-8 壁面絕熱及等溫300 K之熱邊界條件下，化學當量氫氧焰傳遞速 度隨傳遞位置分布。
再更一步增加計算模型的格點尺度至表 2-4中C4000K格點尺度，並 將等溫熱邊界溫度提高至373 K，可得兩者熱邊界條件之火焰傳遞速度之 分布，如圖 4-9及圖 4-10所示。在絕熱條件下，格點尺度的減少對於火 焰轉入爆震焰傳遞前的加速過程影響較不明顯，爆震焰產生時間差異小 於5 s。在圖 4-9加密格點及等溫373 K之熱邊界條件下，由於管內氣體 起始溫度為300 K，因此未燃氣體將會因為較高溫壁面而加熱，在整體的 傳遞過程中，已燃氣體溫度提升最高不超過10 K，然而火焰傳遞之過程 與絕熱條件相比存在約90 s差異。由速度分布圖中，火焰傳遞約40 s之 後產生些微的加速，在100 s之後速度提升趨勢漸緩，隨後則進入DDT 過程而產生較劇烈的速度提升。而轉變至爆震焰型態後，火焰傳遞的速 度則逐漸降低，約略低於化學當量下的氫氣/氧氣焰CJ速度。
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圖 4-9 壁面絕熱及等溫373 K之熱邊界條件且格點尺度27 μm下，化學 當量氫氧焰傳遞速度隨傳遞時間分布。
圖 4-10 壁面絕熱及等溫373 K之熱邊界條件且格點尺度27 μm下，化學 當量氫氧焰傳遞速度隨傳遞位置分布。
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圖 4-11及圖 4-12為格點尺度27 m之絕熱壁面條件下緩燃焰型態的 物種分布。緩燃焰階段，反應物通過火焰面之後無完全反應，在已燃氣 體區域均有氫氣及氧氣的存在。在已燃氣體區域中，水為主要產物組成，
H及O自由基產生於連鎖反應過程，因此於火焰面區域有較高濃度的H、
O自由基分布。而HO2自由基的生成為表 2-1反應模型之第九步所啟動，
此反應步驟為起始反應(initiation reaction)，故在火焰反應區前也存在著 HO2自由基分布，但其質量分率則遠低於H及O自由基。而OH自由基在連 鎖反應步驟(chain-reaction steps)及反應結束步驟(chain-terminating steps) 均會生成，因此OH自由基於已燃氣體區域中有最高的比率。H2O2自由基 為HO2自由基氧化過程之中間產物，因此質量分率遠低於HO2自由基。
圖 4-11 格點尺度27 μm之絕熱壁面條件，於40 μs中央對稱軸向下的 反應物及產物質量分率分布。
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圖 4-12 格點尺度27 μm之絕熱壁面條件，於40 μs中央對稱軸向下的 自由基質量分率分布。
圖 4-13 格點尺度27 μm之絕熱壁面條件，於70 μs中央對稱軸向下的 反應物及產物質量分率分布。
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圖 4-14 格點尺度27 μm之絕熱壁面條件，於70 μs中央對稱軸向下的 自由基質量分率分布。
圖 4-13及圖 4-14為爆震焰傳遞階段的物種分布。對於反應物及產物 分布上差異不大，對於自由基分布因反應區域存在於震波後，因此自由 基分布最高位置於火焰面後，並往火焰上游逐漸減少。爆震焰已燃區域 之壓力高於緩燃焰條件，H2O2也有較高濃度的生成。靠近點火壁面區域 因受到反射波影響，則有局部性的溫度及自由基濃度的增加。
圖 4-15及圖 4-16為等溫373 K壁面邊界中緩燃焰型態之物種分布，
由圖 4-9速度分布所示，此時態中火焰傳遞速度與圖 4-11及圖 4-12時態 接近。由於等溫壁面中火焰傳遞加速過程較長，因此在相同傳遞速度下，
等溫壁面中的火焰傳遞距離較絕熱條件遠。在等溫壁面的影響下，由於 受到壁面熱損的影響，已燃氣體區域溫度降低，驅使水的生成。火焰的 反應區域會往中間對稱軸集中，反應過程所產生的自由基則分布於火焰 面之後，並且因為已燃氣體溫度的降低，使自由基濃度逐漸減少。
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圖 4-15 格點尺度27 μm之等溫373 K壁面條件，於127 μs中央對稱軸 向下的反應物及產物質量分率分布。
圖 4-16 格點尺度27 μm之等溫373 K壁面條件，於127 μs中央對稱軸 向下的自由基質量分率分布。
63 足以使火焰面前的流體產生堵塞(chocking)現象。與圖 4-5內徑1 mm管內 壓力變化比較可知在小管徑的條件下，火焰面後之壓力提升速度較快，