Андрущенко В.А., Мурашкин И.В. «Численное решение модельной задачи о взаимодействии четырех сферических ударных волн в неоднородной атмосфере» Естественные и технические науки, № 4, с. 16-19 (2014)

Решена модельная задача о множественных взрывах в атмосфере для случая их упорядоченного расположения в пространстве в целях апробации численной методики для изучения взрывного взаимодействия фрагментов метеороидов.

Брусницына Л.А., Куликов В.В., Медведев О.А. «Прогнозирование и оценка устойчивости объекта к воздействию ударной волны при взрыве парогазовоздушного облака» Безопасность жизнедеятельности, № 7, с. 30-34 (2014)

Проведено прогнозирование и оценка устойчивости объекта к воздействию ударной волны при взрыве парогазовоздушного облака в неограниченном пространстве на предприятии для хранения нефтепродуктов. Проведен расчет величины избыточного давления и импульса фазы сжатия ударной волны при взрыве, на основании которых определены размеры зон разрушения производственных зданий и размеры безопасной зоны для персонала предприятия.

Ивашнев О.Е., Смирнов Н.Н. «Возникновение ударных волн нуклеации во вскипающей жидкости» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 3, с. 103-117 (2005)

Изучается процесс разгерметизации сосудов высокого давления, заполненных жидкостью, вскипающей при уменьшении давления. После разгерметизации, происходящей за время меньшее, 1 мс, в сосуд уходит волна разрежения. Эксперименты показали, что давление за волной выходит на постоянное значени; между давлением насыщения и атмосферным, которое не зависит от диаметра сосуда. Анализируется соответствие экспериментам по разгерметизации сосудов различных теорий образования пузырьков: на стенках канала, за счет обрыва связей между молекулами воды и за счет кипения на примесных частицах. Предложена теория "механической нуклеации": считается, что жидкость начинает кипеть на незначительном числе примесных частиц, а пузырьки, образовавшиеся на ядрах нуклеации многократно дробятся за счет неустойчивости, развивающейся под действием центробежных ускорений поверхности пузырька в процессе его роста. Расчеты показали, что после открытия сосуда на его выходе происходит дробление пузырьков. Из-за роста межфазной поверхности при дроблении интенсивность кипения увеличивается, давление растет и вслед за волной разрежения в глубь сосуда уходит ударная волна. Во фронте ударной волны происходит многократное разрушение пузырьков. За ней движется серия ударных волн меньшей амплитуды. Давление в сосуде выходит на устойчивый уровень, по которому более не распространяются ударные волны. Этот уровень характеризуется степенью метастабильности жидкости – ее перегревами, т.е. разницей между температурой жидкости и температурой насыщенных паров. Показано, что давление, устанавливающееся в сосуде не зависит от числа начальных центров кипения, начального давления в сосуде, а определяется только начальной температурой. Для воды построена и сопоставлена с экспериментальными данными зависимость от начальной температуры перегревов жидкости.

Асланов C.К. «К теории точечного взрыва» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 1, с. 160-165 (2006)

Аналитически исследована задача о распространении в однородной среде сферического ударного фронта, возникающего при точечном взрыве с учетом противодавления, на всем бесконечном промежутке его существования. С этой целью произведено сращивание асимптотических представлений избыточного давления в ударной волне вдали и вблизи от точки энерговыделения. Четырехчленное разложение в дальней зоне, включающее в себя произвольные постоянные, удалось аналитически продолжить так, чтобы обеспечить строгое совпадение с четырехчленным степенным разложением решения в особой точке – центре взрыва. Задача определения неизвестных постоянных математически замыкается найденным интегралом энтропийных потерь, выражающим глобальный закон сохранения энергии. Полученная аналитическая зависимость избыточного давления в ударной волне от расстояния достаточно хорошо согласуется с результатами численных расчетов.

Рыков В.А., Титарев В.А., Шахов Е.М. «Влияние поверхностной конденсации газа на скорость отраженной ударной волны» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 3, с. 155-166 (2009)

В рамках кинетического уравнения для одноатомного газа с модельным оператором столкновений (S-модель) рассмотрена одномерная нестационарная задача о нормальном отражении ударной волны, распространяющейся с постоянной скоростью по покоящемуся газу (пару), от плоской поверхности его конденсированной фазы при стационарных условиях конденсации-испарения на плоскости раздела фаз. Решение получено консервативным методом конечных разностей второго порядка точности. Основное внимание уделено установившемуся режиму процесса конденсации. Изучено влияние коэффициента конденсации (испарения) на скорость отраженной ударной волны.

Ефремов Н.Л., Крайко А.Н., Пьянков К.С., Тилляева Н.И., Яковлев Е.А. «Ударно-волновые структуры перед неоднородной вентиляторной решеткой» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 2, с. 135-152 (2010)

Исследуются ударно-волновые структуры (УВС) из ударных волн и волн разрежения между ними, возникающие при обтекании неоднородных вентиляторных решеток сверхзвуковым потоком с дозвуковой нормальной к их фронту ("осевой") компонентой скорости. Неоднородность решеток обусловлена разбросом углов установки идентичных острых или затупленных лопаток. Следствия этого – возникновение комбинационного шума с частотами, меньшими основной частоты однородной решетки, и более медленное нелинейное затухание УВС. Для определения "направляющего" воздействия неоднородной решетки и описания эволюции УВС применяются точные и быстрые "метод простых волн" и "приближение нелинейной акустики" и численные алгоритмы интегрирования уравнений Эйлера на перекрывающихся (для расчета обтекания затупленных кромок) и адаптированных к УВС сетках. Применение анализа Фурье дает спектр звуковых полей. Использование для уменьшения шума сверхзвукового вентилятора лопаток с прямолинейными начальными участками "спинок" дает эффект лишь при малом (менее 0.25°) разбросе углов их установки. Перед неоднородными решетками из затупленных лопаток УВС затухают быстрее, чем перед неоднородными решетками из заостренных лопаток. Для однородных решеток влияние затупления лопаток незначительно.

Бобашев С.В., Жуков Б.Г., Куракин Р.О., Поняев С.А., Резников Б.И., Твердохлебов К.В. «Сильные ударные волны и особенности течений ударно-сжатых газов в каналах рельсовых ускорителей» Журнал технической физики, 85, № 1, с. 39-46 (2015)

Представлено экспериментальное исследование процессов генерации ударных волн и течений ударно-сжатых газов, сопровождающих разгон свободного (без ударника) плазменного поршня в каналах электромагнитных рельсовых ускорителей (рельсотронов). Эксперименты проводились в каналах, заполненных гелием или аргоном, при начальных давлениях 25–500 Torr. При давлениях 25 Torr достигнуты числа Маха ударной волны 32 (в аргоне) и 16 (в гелии). Установлено, что при одинаковых рабочих токах и начальных плотностях газа в канале скорости ударных волн в аргоне и гелии практически совпадают. Показано, что в отличие от классических ударных труб, присутствие сильного электрического поля в канале (до 300 В/см) определяет ряд особенностей движения ударно-сжатого слоя. При достижении высокой концентрации заряженных частиц за ударной волной это поле вызывает прохождение части разрядного тока через объем ударно-сжатого слоя, что приводит к сильному росту интенсивности его свечения.

Мельникова О.Н., Семенюк В.Н. «Структура головной волны в сухом русле после прорыва плотины» Известия РАН. Серия физическая, 70, № 12, с. 1700-1703 (2006)

Экспериментально исследована структура головной части волны, бегущей в сухом русле после прорыва плотины. Обнаружено, что у дна формируются крупные цилиндрические вихри с горизонтальной поперечной осью, всплывают к поверхности воды и выбрасываются в воздух перпендикулярно волновому склону со скоростью, превышающей скорость потока. Вихри захватывают и переносят донный грунт.

Федоров А.В., Юмашев Д.В. «Теоретический анализ акустической неустойчивости гиперзвукового ударного слоя на пористой стенке» Прикладная механика и техническая физика, 46, № 1, с. 44-54 (2005)

Исследуется возможность управления ламинарно-турбулентным переходом в гиперзвуковых ударных слоях с помощью пористых покрытий. Проведен анализ линейной устойчивости ударного слоя относительно акустических возмущений. Выводится дисперсионное соотношение в аналитическом виде, которое анализируется при различных характерных значениях пористости стенки, что позволяет исследовать спектр акустических возмущений в ударном слое. Аналитические выражения для инкремента неустойчивости акустических возмущений представляются в зависимости от коэффициента отражения. Их структура свидетельствует о том, что пористое покрытие эффективно снижает акустическую неустойчивость ударного слоя.

Архипов В.А., Трофимов В.Ф. «Образование вторичных капель при ударном взаимодействии капли с поверхностью жидкости» Прикладная механика и техническая физика, 46, № 1, с. 55-62 (2005)

Представлены результаты экспериментального исследования процесса образования вторичных капель при ударном взаимодействии капли с поверхностью жидкости. Экспериментальные данные проанализированы совместно с аналитическими оценками параметров образующихся при этом каверны и столбика Рэлея.

Кедринский В.К., Вшивков В.А., Лазарева Г.Г. «Формирование и усиление ударных волн в пузырьковом “шнуре”» Прикладная механика и техническая физика, 46, № 5, с. 46-52 (2005)

Численно исследована структура и динамика волнового поля, излучаемого пузырьковой системой в виде аксиального пузырькового цилиндра (шнура) в результате его возбуждения плоской ударной волной, распространяющейся вдоль оси в осесимметричной ударной трубе. Показано, что в результате последовательного возбуждения пульсаций пузырьковой зоны в шнуре и в окружающей жидкости формируется квазистационарная ударная волна. Приведены результаты численного анализа зависимости максимальной амплитуды результирующей волны от параметров задачи.

Анненков В.А., Левин В.А., Трифонов Е.В. «Разрушение ударных волн при их взаимодействии с локальным источником энерговыделения» Прикладная механика и техническая физика, 47, № 2, с. 3-7 (2006)

Проведен численный анализ взаимодействия ударной волны с локальным источником энерговыделения и следом за ним. Показано, что для заданной интенсивности ударной волны и параметров потока существует пороговое значение энерговыделения, начиная с которого ударная волна разрушается.

Кудрявцев А.Н., Миронов С.Г., Поплавская Т.В., Цырюльников И.С. «Экспериментальное исследование и прямое численное моделирование развития возмущений в вязком ударном слое на плоской пластине» Прикладная механика и техническая физика, 47, № 5, с. 3-15 (2006)

Проведено расчетно-экспериментальное исследование развития возмущений в гиперзвуковом вязком ударном слое на плоской пластине при его возбуждении акустическими волнами медленной моды. В экспериментах при числе Маха набегающего потока M_∞ = 21 и числе Рейнольдса Re_L = 1,44·10⁵ измерены поперечные профили средней плотности и числа Маха, спектры пульсаций плотности и скорости роста естественных возмущений. Путем решения уравнений Навье–Стокса с использованием схемы сквозного счета высокого порядка выполнено прямое численное моделирование распространения возмущений. Установлено, что расчетные и экспериментальные данные, характеризующие поле среднего течения, интенсивность пульсаций плотности и скорости их роста, хорошо согласуются. Обсуждаются возможные механизмы генерации и развития возмущений в ударном слое при гиперзвуковых скоростях.

Богомолов А.А., Мерикова Т.А., Троицкий А.В. «Методы расчета уровня предельной ударостойкости оборудования судов гражданского флота» Труды ЦНИИ им. акад. А. Н. Крылова, № 82, с. 167-179 (2014)

Перечень аварийных ситуаций, предложенный в данной работе, включает следующие аварии: в результате навигационных ошибок (при столкновении судов, посадке судна на мель, ударах о пирс, лед и другие препятствия), а также в результате падения вертолета на судно. Методы оценки предельной ударостойкости судового оборудования (СО) состоят в проверке допустимости возникающих в элементах оборудования максимальных напряжений и деформаций в условиях аварийного ударного воздействия, в соответствии с принятыми критериями ударостойкости. В работе приведены примеры расчета предельной ударостойкости элементов СО по критериям прочности и работоспособности при различных видах нагружения. Разработанные рекомендации и предложения, связанные с возможностью повышения уровня предельной ударостойкости СО, позволяют уже на стадии проектирования оборудования обеспечить уровень, необходимый для нормального функционирования оборудования в условиях аварийных сотрясений.

Крестелев А.И. «Моделирование процесса увлечения частиц порошка взрывными ударными волнами» Вестник Самарского государственного технического университета. Серия: Физико-математические науки, № 2, с. 125-129 (2014)

На основе простой физической модели рассматривается процесс взаимодействия продуктов детонации во взрывной волне с частицами порошка при взрывном напылении износостойких покрытий. Увлечение частиц происходит в результате неупругого соударения молекул продуктов детонации с частицами порошка. Получено уравнение для определения скорости частиц во фронте волны, образовавшейся при взрыве сферического заряда взрывчатого вещества. Анализируются алгоритмы решения полученного уравнения в зависимости от динамических характеристик продуктов детонации. Полученные результаты могут быть использованы при проектировании технологических схем взрывного напыления покрытий и теоретическом анализе процесса сверхглубокого проникания частиц порошка в металлические мишени.