先前的研究[[1], [2], [3]]表明，边界条件强烈影响爆轰波的传播。正如Chao [2]所讨论的，由于障碍物导致的热量动量损失会降低爆轰速度，最终导致爆轰失败。当爆轰波传播超过极限时，其速度会稳定地接近理论上的CJ值。在接近极限的情况下，爆轰传播变得复杂且不稳定，速度波动显著[2]。
在孔间距通道中，障碍物的几何形状强烈影响爆轰传播和失败极限。Li [4]发现，堵塞比强烈影响爆轰极限，孔间距显著改变接近极限时的速度损失和速度波动幅度[5]。此外，作为最小特征尺寸的通道宽度可以抑制爆轰波的横向发展，从而限制其传播[6]。Starr [7]使用Shchelkin螺旋产生连续的粗糙度，并发现粗糙管道中的爆轰极限低于光滑管道。这一发现表明，尽管粗糙度会降低速度，但在粗糙管道中更容易维持爆轰。粗糙度对爆轰极限既有正面影响也有负面影响。正如Starr [7]所讨论的，正面影响是粗糙度产生的湍流促进了再引发，为爆轰波的自我维持传播提供了机制。然而，负面的是，粗糙管道中的爆轰速度低于光滑管道中的速度。Zhang [8]进一步研究了带有螺旋的粗糙管道中的爆轰极限，并找到了区分障碍物正面和负面效应的临界堵塞比。许多研究表明，爆轰极限随堵塞比、障碍物间距、障碍物形状甚至微小不稳定性[[9], [10], [11], [12]]而变化。似乎无法得出爆轰极限与上述因素之间的定量关系。
正如Ciccarelli和Dorofeev [13]以及Gelfand等人[14]所回顾的，有几个因素负责在粗糙管道中维持爆轰传播，包括在障碍物上的反射、障碍物之间的压力增加、冲击波与火焰的相互作用等。Teodorczyk等人研究了孔堵塞通道中的爆轰传播[15,16]。这些研究表明，来自上游障碍物表面和通道壁的冲击波反射会导致重复的再引发，从而促进准爆轰的传播。Teodorczyk [15]还发现了横向波与火焰之间的相互作用在维持粗糙管道中爆轰波传播中的重要性。横向波的消失将导致爆轰波强度显著下降，爆轰速度也会相应降低。Kellenberger和Ciccarelli [17]最近使用一种新颖的Schlieren成像和烟箔技术在堵塞比为50%的狭窄矩形通道中进行了实验。他们基于之前的工作[18]揭示了准爆轰传播机制的新细节，包括爆轰波失败的周期性机制[19]。实验结果表明，由解耦的爆轰波前沿与障碍物碰撞引起的再引发过程受到入射波强度和冲击波与火焰表面距离的影响。对于更稳定的混合物，由冲击波反射引起的爆轰波在障碍物衍射过程中会失败。相比之下，通道中心对称解耦的冲击波的碰撞促进了爆轰波的再引发过程。为了更详细地了解障碍物的影响，许多研究人员研究了单个障碍物或孔对爆轰传播的影响，重点关注爆轰再引发过程[20,21]、传播速度和峰值压力变化、临界条件[22,23]以及混合物不稳定性的影响[24]。
大多数先前的研究集中在跟踪流场和爆轰前沿结构的变化上，重点分析在障碍物存在下导致爆轰失败的临界条件。然而，关于障碍物间距管道内准爆轰的细胞图案和细胞大小的定量分析缺乏。此外，目前还没有模型可以预测由障碍物几何形状引起的爆轰速度损失。Fay模型[25]可以通过考虑边界层效应有效地预测光滑管道中的爆轰速度损失，并且与实验结果[13],[26],[27],[28],[29]]吻合良好。然而，在障碍物堵塞比较大的情况下，观察到的速度损失明显大于Fay模型预测的值。
本文研究了在具有均匀分布障碍物的狭窄矩形通道中爆轰波的传播机制，重点关注二维爆轰的细胞结构的统计演变。研究通过改变堵塞比和矩形障碍物间距来引入粗糙度。对准爆轰的细胞大小进行了统计分析，并将结果与爆轰波的稳态ZND模型结合起来，以确定以亚CJ速度传播的准爆轰波的传播速度和速度亏损。此外，考虑到障碍物的堵塞比和间距，对Fay模型进行了修改，以得到一个更通用的爆轰波在带障碍物通道中的速度损失模型。
