Фролов С.М., Иванов В.С., Шамшин И.О., Аксенов В.С., Вовк М.Ю., Мокрынский И.В., Брусков В.А., Игонькин Д.В., Москвитин С.Н., Илларионов А.А., Марчуков Е.Ю. «Детонационная форсажная камера сгорания» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 490, № 1, с. 82-86 (2020)

Впервые разработана, изготовлена и испытана детонационная форсажная камера сгорания (ДФКС), работающая на непрерывно-детонационном горении авиационного керосина ТС 1. Огневые испытания ДФКС в комбинации с малогабаритным одноконтурным турбореактивным двигателем TJ100S-125 проведены на наземном стенде. В испытаниях зарегистрированы устойчивые режимы непрерывно-детонационного горения авиационного керосина – околопредельный режим продольно-пульсирующей детонации (ППД) и режим спиновой детонации (СД) с одной детонационной волной. По сравнению с обычной форсажной камерой сгорания при том же уровне внутрикамерного давления удельный расход топлива в ДФКС оказался на 30% ниже, а удельная тяга и коэффициент форсирования тяги – на 30% выше. Показано, что при работе в режиме ППД средний тепловой поток в стенки ДФКС составляет около 0.5 МВт/м², а в режиме СД – 0.86 МВт/м². Эти показатели свидетельствуют о высоких потенциальных возможностях ДФКС применительно к перспективным воздушно-реактивным двигателям.

Канель Г.И., Савиных А.С. «Оценка напряжения пластического течения твердых тел при разгрузке из ударно-сжатого состояния» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 490, № 1, с. 29-32 (2020)

Предложен, протестирован и апробирован простой способ оценки предела текучести ударно-сжатого материала по измеренному единичному профилю скорости свободной поверхности. Впервые проведена экспериментальная оценка динамического предела текучести σ_τ ударно-сжатого металла (алюминия) при повышенной температуре. Найдено, что его величина меньше, чем при комнатной температуре, и ниже начального значения динамического предела текучести при высокой температуре.

Брагин М.Д., Рогов Б.В. «Высокоточные бикомпактные схемы для численного моделирования течений многокомпонентных газов с несколькими химическими реакциями» Математическое моделирование, 32, № 6, с. 21-36 (2020)

Рассматривается система уравнений Эйлера, описывающая многомерные течения невязкого многокомпонентного газа с несколькими химическими реакциями. Для этой системы методом расщепления по физическим процессам Марчука–Стрэнга строится неявная численная схема. Конвекция в ней рассчитывается по бикомпактной схеме SDIRK3B4 четвертого порядка по пространству и третьего порядка по времени, химические реакции – L-устойчивым методом Рунге–Кутты второго порядка. На одномерных и двумерных задачах с детонационными волнами проводится сравнение схемы SDIRK3B4 со схемой WENO5/SR. Показывается, что схема SDIRK3B4 при той же фактической точности обходится в 20–40 раз меньшим числом шагов по времени и не требует применения специальных процедур, подавляющих нефизический распад детонационных волн на относительно грубых сетках.

Чефранов С.Г. «Диссипативная неустойчивость ударных волн» Журнал экспериментальной и теоретической физики, 157, № 4, с. 754-764 (2020)

Получено новое условие линейной неустойчивости плоского фронта сильной ударной волны в произвольной среде, определяемое конечностью вязкости среды. Показано, что неустойчивость фронта ударной волны реализуется за счет диссипативной неустойчивости течения за фронтом, аналогичной неустойчивости течения в пограничном слое. Установлено, что в пределе малой вязкости одномерные продольные возмущения растут намного быстрее двумерных (гофрировочных) возмущений. Проведено сравнение с известными результатами экспериментального наблюдения и численного моделирования неустойчивости ударных волн. Оно указывает на лучшее соответствие нового условия абсолютной неустойчивости ударной волны по сравнению с условием такой неустойчивости в классической теории Дьякова, не учитывающей вязкость.

Куликов С.В., Червонная Н.А., Терновая О.Н. «Пределы "физической детонации" при течении предварительно колебательно-возбужденного водорода в ударной трубе» Журнал технической физики, 90, № 7, с. 1055-1058 (2020)

"Физическая детонация" – это явление, когда детонацию вызывает не химическая, а физическая энергия, сосредоточенная на внутренних степенях свободы, в данном случае на колебательных степенях свободы молекул водорода. Методом Монте--Карло нестационарного статистического моделирования изучена возможность возникновения этого явления для предварительно колебательно-возбужденного до определенной температуры водорода в ударной трубе. Определена граница данной температуры, выше которой в численном эксперименте имеет место "физическая детонация". Ключевые слова: ударная волна, нестационарное статистическое моделирование, колебательная релаксация, вращательная релаксация, увеличение скорости фронта волны.

Гунько Ю.П., Кавун И.Н. «Нестационарный псевдоскачок в ударной трубе» Прикладная механика и техническая физика, 60, № 2, с. 71-80 (2020)

Проведено численное моделирование нестационарного осесимметричного течения в ударной трубе, возникающего в процессе отражения сильной ударной волны, падающей на концевой торец трубы в условиях, при которых вслед за отраженной ударной волной возникает цепочка ударных волн, аналогичная псевдоскачку в стационарных течениях. Условия, при которых формируется такое течение, исследованы недостаточно. Такое исследование течения проведено для ударной трубы, в которой формируется падающая ударная волна, движущаяся со скоростью, соответствующей числу Маха M=2,6. Численный расчет выполнен с использованием осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье–Стокса и SST-(κ-ω)-модели турбулентности. Полученные данные сравниваются с известными экспериментальными данными и результатами численных расчетов.

Алхимова М.А., Рязанцев С.Н., Скобелев И.Ю., Мищенко М.Д., Болдарев А.С., Jie Feng, Xin Lu, Chen Li-Ming, Пикуз С.А. «Источник мягкого рентгеновского излучения, формируемый в сверхзвуковых газовых струях аргона под действием высококонтрастных фемтосекундных лазерных импульсов релятивистской интенсивности» Письма в Журнал технической физики, 46, № 6, с. 23-26 (2020)

Исследуется возможность создания компактного источника мягкого рентгеновского излучения без сопутствующей генерации быстрых электронов. Источник формируется при взаимодействии высококонтрастных фемтосекундных лазерных импульсов релятивистской интенсивности со сверхзвуковыми газовыми струями аргона. Найдены оптимальные условия, при которых коэффициент конверсии в мягкое рентгеновское излучение диапазона 2.9–3.3 keV достигает 8.57·10^–5. Ключевые слова: лазерная плазма, рентгеновское излучение, газовая мишень.

Потапкин А.В., Москвичев Д.Ю. «Зависимость звукового удара от взаимного расположения тел в сверхзвуковом потоке» Письма в Журнал технической физики, 46, № 6, с. 43-46 (2020)

Представлены результаты расчетов уровня звукового удара, возникающего при обтекании сверхзвуковым потоком воздуха двух тел: диска и тонкого тела вращения. Тела расположены друг за другом. Тонкое тело находится в аэродинамической тени от диска. Число Маха набегающего потока равно 2. Расчеты выполнены с помощью комбинированного метода тел-фантомов". Изменением положения диска и его размера можно добиться снижения уровня звукового удара. По результатам расчетов дано описание газодинамических факторов, влияющих на уровень звукового удара. Ключевые слова: ударные волны, звуковой удар, тонкое тело, аэродинамическая тень, метод тел-фантомов".

Дубровин К.А., Зарвин А.Е., Каляда В.В., Яскин А.С. «Причины свечения аномального вторичного потока в сверхзвуковых кластированных струях, возбужденных высоковольтным электронным пучком» Письма в Журнал технической физики, 46, № 7, с. 32-35 (2020)

Установлена роль кластированных частиц в формировании вторичного потока ("следа"), образующегося при истечении газа в разреженную среду в режимах конденсации. Найдены границы "следа" по результатам сравнения спектральных и фотометрических измерений. Рассмотрены возможные механизмы инициации его свечения. Установлена роль энергообмена кластеров с фоновым газом в послесвечении "следа". Определены длины волн и соответствующие переходы в нейтральных (Ar-I) и однократно ионизованных (Ar-II) атомах аргона, обусловливающие аномальное свечение. Установлены времена жизни в возбужденном состоянии частиц в центральной части и на периферии кластированного потока. Обнаружено влияние конденсации на проникание фонового газа в первичную традиционную сверхзвуковую струю и в зону "следа". Ключевые слова: сверхзвуковой газовый поток, кластер, аномальное излучение, аргон.

Днестровский А.Ю., Воропаев С.А., Душенко Н.В., Наймушин С.Г., Галимов Э.М. «Условия возникновения ударной волны при кавитации в углеродсодержащих растворах» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 490, № 1, с. 24-28 (2020)

Проведено численное исследование появления ударной волны при схлопывании пузырька в углеродсодержащем водном растворе. Получены условия появления ударной волны в зависимости от растворенного вещества, концентрации раствора и его температуры. Работы проводятся в рамках разработки метода получения алмазов при кавитации в углеродсодержащих жидкостях.

Мурзов С.А., Паршиков А.Н., Дьячков С.А., Егорова М.С., Жаховский В.В. «Моделирование стационарных ударных волн в пористом веществе методом SPH» Труды Московского физико-технического института (государственного университета) (МФТИ), 12, № 2, с. 64-75 (2020)

Предлагаемый в работе метод мезоскопического расчета отклика пористых материалов на ударное сжатие в подвижном окне открывает возможность прямого расчёта ударных адиабат пористых материалов. Мезоскопическое моделирование описывает пористую среду явным заданием структуры пор и использует информацию только об уравнении состояния и прочностных характеристиках сплошного материала. Для достижения истинно стационарного режима распространения ударной волны разработан метод подвижного окна наблюдения, суть которого состоит в следующем: несжатое вещество втекает в расчетную область с постоянной скоростью, а скорость вытекания из области подбирается итерациями так, чтобы фронт волны установился неподвижным в окне наблюдения. Моделирование ударных волн было проведено как в стандартной постановке с неподвижным поршнем (методом обращенного движения), так и в системе подвижного окна наблюдения. Продемонстрировано, что после достижения стационарного режима профили, полученные обоими методами, идентичны.

Гурбатов С.Н., Дерябин М.С., Касьянов Д.А., Курин В.В., Тюрина А.В. «Экспериментальное исследование дифракции ударных акустических волн на краю экрана» Ученые записки физического факультета МГУ, № 1, с. 2011202-1_-2011202-4 (2020)

Приведены результаты экспериментального исследования дифракции ударных акустических волн на краю экрана. Лабораторные эксперименты проводились в дегазированной дистиллированной воде при нормальных климатических условиях на установке, обеспечивающей позиционирование приемно-излучающей системы по трем линейным координатам с точностью не менее 6 мкм. В качестве излучателей использовались поршневые преобразователи с рабочими частотами 1 и 2 МГц, с различными диаметрами апертур от 1 до 4 см. Максимальная амплитуда акустического давления на апертуре излучателей составляла 1 МПа. Регистрация профиля акустической волны осуществлялась с помощью мембранного гидрофона, имеющего практически равномерную характеристику чувствительности в полосе частот вплоть до 40 МГц. В результате экспериментов удалось обнаружить некоторые особенности дифракции интенсивных акустических пучков. В частности, вблизи акустической оси излучателя регистрируются профили акустических волн, имеющих спектральную характеристику с законом спадания гармоник, существенно отличающимся от случая безграничного пространства. В поперечных распределениях амплитуд гармоник с номерами выше 7 наблюдался дополнительный экстремум, связанный как с дифракцией отдельных гармоник, так и с продолжающейся нелинейной генерацией кратных накачке частот.