Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

08.10 Ударные и взрывные волны, звуковой удар

 

Петров В.Н., Галимов Ф.М., Ахметзянова Л.А., Петров С.В. «Влияние гидродинамического удара и кавитации на характеристики нефтяного потока» Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности, № 4, с. 46-50 (2019)

Работа посвящена исследованию процесса образования попутного нефтяного газа из растворенного при транспортировании нефтегазоводяной смеси от лицензионного участка до предприятия ее переработки. Выявлены причины несовпадения в показаниях средств измерения расхода нефтегазоводяной смеси у поставщика и заказчика. Сделана попытка обосновать образование попутного нефтяного газа в нефтепроводе гидродинамическим ударом и кавитацией. Представлена математическая модель, позволяющая рассчитать течение нефтегазоводяной смеси при наличии кавитации. Результаты гидродинамического расчета сопоставлены с экспериментом.

Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности, № 4, с. 46-50 (2019) | Рубрики: 04.09 08.10

 

Росницкий П.Б., Степанов И.Л., Юлдашев П.В., Гаврилов Л.Р., Сапожников О.А., Хохлова В.А. «Возможности использования ультразвуковых фазированных решеток с максимальной плотностью заполнением поверхности элементами для ударно-волнового хирургического воздействия на глубокие структуры головного мозга» Ученые записки физического факультета МГУ, № 2, с. 1910302_-1-9 (2019)

Предложены три модели ультразвуковых фазированных решеток с 256-ю, 512-ю и 1024-мя элементами и максимальной плотностью заполнения поверхности элементами для ударно-волнового хирургического воздействия на глубокие структуры головного мозга через неповрежденный череп. В отличие от существующих систем ультразвуковой нейрохирургии, с помощью данных решеток возможна реализация не теплового, а механического способа разрушения пораженных участков мозга (гистотрипсию с кипением). Такой подход позволяет избежать нежелательного теплового перегрева и повреждения костей черепа. Предложенные решетки гораздо более компактны по сравнению с существующими аналогами: они имеют форму сегмента сферы с углом раскрытия 60° и апертурой 200 мм, тогда как существующие решетки – форму полусферической чаши с диаметром 300 мм. Проведена сравнительная оценка пространственных областей эффективного и безопасного электронного перемещения фокуса для предложенных решеток и показана возможность создания объемных разрушений размерами более 20 мм. Расчёты нелинейных эффектов показали возможность формирования в фокусе разработанных решеток ударных фронтов с развитым разрывом амплитудой более 70 МПа, необходимых для реализации механизма гистотрипсии с кипением. При этом, с учетом потерь на прохождение пучка через кости черепа и ткани мозга, значения интенсивности на элементах решеток не превышают технологический предел: 40 Вт/см2

Ученые записки физического факультета МГУ, № 2, с. 1910302_-1-9 (2019) | Рубрики: 04.11 08.10 15.02

 

Герасимов С.И., Лобастов С.А., Сироткина А.Г., Трепалов Н.А. «Регистрация воздушных ударных волн контактным и бесконтактным методом» Датчики и системы, № 3, с. 45-49 (2019)

Представлены результаты применения сферических пьезокерамических датчиков давления и оптико-физической регистрации с применением высокоскоростной цифровой видеокамеры для измерения параметров воздушной ударной волны. Визуализация проводилась с помощью теневого фонового метода после отрыва воздушной ударной волны от продуктов взрыва. Результаты визуализации использовались для определения избыточного давления во фронте воздушной ударной волны и сравнивались с данными, полученными сферическими пьезокерамическими датчиками давления.

Датчики и системы, № 3, с. 45-49 (2019) | Рубрики: 04.14 08.10

 

Садин Д.В., Давидчук В.А. «Особенности расчета взаимодействия ударной волны с газовым пузырем в мелкодисперсной газовзвеси» Вестник Томского государственного университета. Математика и механика, № 1, с. 99-110 (2019)

Численно исследуется задача взаимодействия ударной волны с газовым пузырем в мелкодисперсной газовзвеси. Для расчета применяется схема со вторым порядком точности по пространству и времени. Высокая устойчивость схемы обеспечивается неявным учетом межфазных взаимодействий, предложенным и развиваемым в последние десятилетия. Схема верифицирована на тестовых задачах, отражающих существенные черты рассматриваемого явления. Изучена ударно-волновая картина, развитие неустойчивости Рихтмайера–Мешкова на поверхности раздела сред и образование крупномасштабной турбулентности.

Вестник Томского государственного университета. Математика и механика, № 1, с. 99-110 (2019) | Рубрики: 06.01 08.10

 

Азарова О.А., Шахов Е.М. «Распространение ударной волны в вязком теплопроводном газе в длинном микроканале» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 3, с. 113-122 (2019)

На основе полной системы уравнений Навье–Стокса численно решается задача о нестационарном течении газа в канале между параллельными пластинами, вызванном начальным разрывом давления и плотности в поперечном сечении канала при больших перепадах давления и умеренно малых числах Кнудсена. Применяется разностная схема второго порядка точности по пространственным переменным и по времени. Изучается влияние вязкости и теплопроводности газа на скорость распространения ударной волны и характер потока за ней в условиях длинного канала и низкой плотности газа в отсеке низкого давления. Построенное численное решение сопоставляется с известными экспериментальными и расчетными данными.

Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 3, с. 113-122 (2019) | Рубрики: 06.10 08.10

 

Федоров А.В., Хмель Т.А. «О качественных свойствах столкновительной модели для описания ударно-волновой динамики газовзвесей» Математическое моделирование, 31, № 3, с. 3-22 (2019)

Проведен теоретический анализ модели двухфазной среды для описания ударноволновых процессов в насыщенных газовзвесях при учете хаотического движения и столкновений частиц. Определены области гиперболичности и области составного типа определяющей системы уравнений. Показано расширение зон гиперболичности относительно бесстолкновительной модели. Представлена приближенная гиперболизованная модель, проведено сравнение численных решений задачи формирования ударно-волновых структур различного типа. Установлены свойства сходимости численных решений неконсервативных уравнений составного типа с применением монотонизирующих схем Хартена и Джентри–Мартина–Дэйли. Получены условия применимости гиперболизованной модели для разных типов течений. Показано, что в общем случае анализ ударно-волновых процессов в газовзвесях целесообразно проводить в рамках полной модели.

Математическое моделирование, 31, № 3, с. 3-22 (2019) | Рубрика: 08.10

 

Чернышов М.В., Савелова К.Э., Федосенко Н.Б. «Экстремальное регулярное отражение косых скачков уплотнения и бегущих ударных волн» Вопросы оборонной техники Научно-технический журнал. Серия 16. Технические средства противодействия терроризму, № 3-4, с. 96-104 (2019)

Рассматривается регулярное отражение косого скачка уплотнения и бегущей ударной волны в сверхзвуковом потоке совершенного газа. Аналитически определены условия экстремума статического давления за точкой отражения скачка заданной интенсивности в зависимости от числа Маха набегающего потока. Полученные результаты применены к решению эквивалентной задачи об отражении бегущей ударной волны заданной интенсивности от наклонной преграды. Показано немонотонное изменение механической нагрузки на преграду в зависимости от угла ее наклона, аналитически определены углы наклона, соответствующие экстремумам давления за точкой отражения ударной волны.

Вопросы оборонной техники Научно-технический журнал. Серия 16. Технические средства противодействия терроризму, № 3-4, с. 96-104 (2019) | Рубрика: 08.10

 

Косяков С.И., Самоваров А.Н., Сильников Н.М. «Инструментальные искажения формы взрывной волны в воздухе» Вопросы оборонной техники Научно-технический журнал. Серия 16. Технические средства противодействия терроризму, № 3-4, с. 105-111 (2019)

Высокая динамичность изменения давления во фронтовой области воздушной взрывной волны приводит к существенным искажениям при использовании средств измерения. Искажения проявляются в виде высокочастотных осцилляциях на экспериментальных эпюрах Δp(t) избыточного давления. Зачастую они обусловлены несоответствием динамических свойств средств измерений процессу нарастания давления ΔpS(t) во фронтовой области регистрируемой взрывной волны. Искажения могут приводить как к «заваливанию» фронта волны, так и к его «обострению». В статье демонстрируется влияние динамических свойств средств измерений на точность определения фронтовых параметров взрывной волны. На основе сравнения экспериментальных и расчётных результатов предлагается условие для выбора средств измерений, при котором это влияние сводится к минимуму.

Вопросы оборонной техники Научно-технический журнал. Серия 16. Технические средства противодействия терроризму, № 3-4, с. 105-111 (2019) | Рубрика: 08.10

 

Косяков С.И., Куличков С.Н., Чунчузов И.П. «Влияние устойчивости пограничного слоя атмосферы на параметры распространяющихся в нем акустических волн» Акустический журнал, 65, № 4, с. 508-519 (2019)

Анализируются экспериментальные данные по амплитудно-временным параметрам p+, p, t+, t, tR+, tR– первых положительной и отрицательной фаз акустических волн в атмосфере от импульсных источников различной природы. Экспериментальные данные сравниваются с результатами численного моделирования сферически и цилиндрически симметричного распространения взрывной волны в однородном воздухе. По результатам сравнения выявлены особенности влияния устойчивости пограничного слоя атмосферы на параметры и форму распространяющихся в нем акустических сигналов. Приводятся аппроксимации экспериментальных значений p, t и tR– регистрируемых акустических сигналов для широкого диапазона изменения значений энергии источников 10–810 кг ТНТ и приведенных расстояний 11/3<4·104 м/кг1/3 до них.

Акустический журнал, 65, № 4, с. 508-519 (2019) | Рубрика: 08.10

 

Павленко О.В. «Ударная волна как возможный механизм генерации аномально высоких ускорений при землетрясении Тохоку 11 марта 2011 г. (М=9,0)» Доклады академии наук, 484, № 1, с. 98-103 (2019)

Предложен механизм генерации аномально высоких ускорений (более 1g, максимальное ∼3g), зарегистрированных при землетрясении Тохоку 2011 г. (Mw=9,0). По записям вертикальных групп изучено поведение грунтов в приразломных зонах землетрясения и обнаружена его “атипичная” модель: модули сдвига возрастали при сильных движениях, показывая упрочнение грунта, затем снижались. Это можно объяснить, предположив, что грунты испытывали некоторое дополнительное воздействие. Формы акселерограмм показывают снижение продолжительности и возрастание интенсивности сильных движений с удалением от очага, что может указывать на наложение сейсмических волн и образование ударной волны быстро движущимся источником – концом распространяющейся трещины в очаге.

Доклады академии наук, 484, № 1, с. 98-103 (2019) | Рубрики: 08.10 09.07

 

Потапкин А.В., Москвичев Д.Ю. «Снижение уровня звукового удара с помощью разогрева набегающего потока» Письма в Журнал технической физики, 45, № 10, с. 42-45 (2019)

Представлены результаты расчетов уровня звукового удара, возникающего при локальном разогреве потока воздуха перед тонким телом, совершающим сверхзвуковой полет в тепловом следе за областями нагрева. Число Маха холодного потока воздуха равно 2. Расчеты выполнены с помощью комбинированного метода "тел-фантомов". Показано, что локальный последовательный разогрев набегающего потока в двух областях перед телом обеспечивает снижение уровня звукового удара более чем на 30% по сравнению с уровнем звукового удара от тела в холодном потоке.

Письма в Журнал технической физики, 45, № 10, с. 42-45 (2019) | Рубрика: 08.10

 

Матвеев С.К., Джайчибеков Н.Ж., Шалабаева Б.С. «Двухкомпонентная модель в решении задачи о структуре ударных волн в газах» Вестник Башкирского университета, 24, № 1, с. 30-37 (2019)

На основе ранее разработанной двухкомпонентной модели обтекания тел потоком из твердых частиц приводится приближенное решение задачи о структуре скачка уплотнения в газе. При этом в указанную модель вводится некоторое уточнение, состоящее в учете вероятности перехода частиц из одного множества в другое, что позволяет использовать модель при конечных числах Маха. Полученные результаты полезны в аэродинамике разреженных газов при рассмотрении переходных режимов течения, когда длина свободного пробега молекул соизмерима с характерным масштабом задачи.

Вестник Башкирского университета, 24, № 1, с. 30-37 (2019) | Рубрика: 08.10