Ковыркина О.А., Остапенко В.В. «О монотонности и точности схемы КАБАРЕ при расчете обобщенных решений с ударными волнами» Вычислительные технологии, 23, № 2, с. 37-54 (2018)

Изучены монотонность и точность модифицированной схемы КАБАРЕ, аппроксимирующей квазилинейную гиперболическую систему законов сохранения. Получены условия, при которых эта схема сохраняет монотонность разностного решения относительно инвариантов линейного приближения аппроксимируемой системы. В качестве конкретного примера рассмотрена аппроксимация системы законов сохранения теории мелкой воды. На примере этой системы показано, что подобно TVD-схемам повышенного порядка аппроксимации на гладких решениях схема КАБАРЕ, несмотря на высокую точность при локализации ударных волн, снижает свой порядок сходимости в областях их влияния.

Бехер С.А., Попков А.А. «Применение ударного нагружения для обнаружения трещин в стекле акустико-эмиссионным методом» Дефектоскопия, № 11, с. 3-8 (2018)

Представлены результаты исследований закономерностей развития трещин в стекле под действием ударной нагрузки с использованием метода акустической эмиссии (АЭ) и тензометрии. Разработана схема эксперимента, обеспечивающая однократное динамическое воздействие и демпфирование упругих колебаний контролируемого объекта. Установлено, что релаксация упругих напряжений в области трещины после удара описывается логарифмической зависимостью. Получены параметры амплитудного и временного распределений сигналов АЭ. Предложен способ разделения общего потока сигналов АЭ на стационарные группы с экспоненциальным распределением временных интервалов между сигналами.

Боровин Г.К., Лапшин В.В. «Обобщенная модель удара Герца–Ханта–Кроссли» Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Серия: Естественные науки, № 6, с. 18-30 (2018)

Рассмотрена нелинейная вязкоупругопластическая модель коллинеарного удара тела о неподвижное препятствие, построенная на основе моделей удара Герца и Ханта–Кроссли. Показано, что в зависимости от значений параметров модели возможен упругий и абсолютно неупругий удары. Получены первые интегралы уравнений движения в фазах деформации и восстановления, а также решение уравнений движения тела в квадратурах. Определены коэффициент восстановления и потерянная при ударе кинетическая энергия и их зависимость от скорости соударения и постоянных вязкого и сухого трения. Для упругого удара коэффициент восстановления является монотонно убывающей функцией скорости соударения. При стремлении скорости соударения к нулю коэффициент восстановления стремится к некоторому максимальному значению, которое меньше единицы, зависит только от постоянной сухого трения и убывает с ростом ее значения

Зюзина Н.А., Ковыркина О.А., Остапенко В.В. «Монотонная разностная схема, сохраняющая повышенную точность в областях влияния ударных волн» Доклады академии наук, 482, № 6, с. 639-643 (2018)

Изучаются плоские задачи численного моделирования движения волн. Рассматриваются потенциальные течения идеальной несжимаемой жидкости. Предлагается численный алгоритм расчета формы свободной границы, основанный на методе граничных элементов с применением квадратурных формул без насыщения. Алгоритм применяется для исследования процесса обрушения капиллярно-гравитационных волн и расчета тонких кумулятивных струй. За счет специального контроля распределения точек сетки, уменьшения шага сетки в окрестности вершины кумулятивной струи с предельно высоким ростом кривизны достигается устойчивость схемы и высокая точность расчета острых кумулятивных струй.

Гидаспов В.Ю., Северина Н.С., Москаленко О.А. «Численное исследование влияния капель воды на структуру детонационной волны в водородо-воздушной горючей смеси» Теплофизика высоких температур, 56, № 5, с. 829-835 (2018)

Приводятся результаты численных исследований влияния впрыска воды на параметры волн детонации и дефлаграции в газовых горючих смесях. Разработана упрощенная физико-математическая модель процесса. Расчетным путем определено влияние впрыска капель воды на структуру и минимальную скорость распространения стационарной детонационной волны, получены значения массовой доли и начального диаметра капель воды, приводящие к затуханию детонации в водородо-воздушной горючей смеси.

Лапушкина Т.А., Ерофеев А.В., Азарова О.А., Кравченко О.В. «Прохождение плоской ударной волны через область тлеющего газового разряд» Журнал технической физики, 89, № 1, с. 42-49 (2019)

Экспериментально и численно рассмотрена задача о взаимодействии прямой ударной волны (M=5) с ионизованной плазменной областью, заранее сформированной до прихода ударной волны слаботочным тлеющим газовым разрядом. В результате взаимодействия в эксперименте получены шлирен-имиджи движущейся ударно-волновой структуры, состоящей из двух разрывов, выпуклость которых направлена в сторону движения первоначальной волны. Моделирование распространения ударной волны по области энергетического воздействия проводилось на основе двумерной задачи о распаде произвольного разрыва с учетом влияния горизонтальных стенок. Численно решались системы уравнений Эйлера и Навье–Стокса. Неравновесность происходящих процессов в газоразрядной области моделировалась эффективным показателем адиабаты γ. На основании проведенных расчетов для равновесного воздуха (γ=1.4) и для ионизованной неравновесной газовой среды (gamma=1.2) показано, что наблюдаемые в эксперименте разрывы могут трактоваться как элементы решения двумерной задачи о распаде разрыва – ударной волной и следующим за ней контактным разрывом. Показано, что изменение gamma влияет на форму фронтов и значение скоростей полученных разрывов. Получено хорошее согласие экспериментальных и расчетных имиджей плотности и скоростей разрывов при остаточной температуре газа в газоразрядной области 373 K.

Савиных А.С., Канель Г.И., Гаркушин Г.В., Разоренов С.В. «Оценка вязкости расплава BI – 56.5%, PB – 43.5% по ширине слабой ударной волны» Теплофизика высоких температур, 56, № 5, с. 741-744 (2018)

Проведена экспериментальная оценка вязкости эвтектического расплава 56.5%Bi – 43.5% Pb при 150°C в диапазоне давлений от 3 до 32 ГПа на основании измерения ширины ударной волны. Найдено, что коэффициент вязкости расплава на 3–4 порядка возрастает при сжатии по сравнению со стандартными измерениями при атмосферном давлении.

Косинов А.Д., Семёнов Н.В., Яцких А.А., Ермолаев Ю.Г., Питеримова М.В. «Экспериментальное исследование взаимодействия слабых ударных волн со сверхзвуковым пограничным слоем плоской затупленной пластины при числе Маха 2» Сибирский физический журнал (до 2017 г. Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика), 13, № 3, с. 16-23 (2018)

Представлены результаты экспериментального исследования воздействия пары слабых ударных волн на пограничный слой плоской пластины с затупленной передней кромкой при числе Маха 2. Генерация слабых ударных волн осуществлялась с помощью двумерных наклеек. Было проведено две серии экспериментов: с наклейками шириной 2,5 мм и толщиной 120 мкм, шириной 2,5 мм и толщиной 230 мкм, расположенными на боковой стенке рабочей части. Возмущения, генерируемые в свободном потоке, имеют вид N-волны, амплитуда которой составляет 5 и 11% соответственно. В пограничном слое обнаружено порождение стационарных продольных вихрей фронтами N-волны, которые вниз по потоку практически не расплываются. Взаимодействие слабых волн Маха с пограничным слоем приводит к усилению низкочастотных колебаний сдвигового слоя.

Уткин П.С., Сидоренко Д.А. «Численное моделирование релаксации тела за проходящей ударной волной» Математическое моделирование, 30, № 11, с. 91-104 (2018)

Рассмотрена задача о взаимодействии плоской ударной волны с цилиндрами различной массы, которые могут двигаться поступательно под действием сил давления, качественно соответствующая задаче о релаксации частицы за проходящей ударной волной. Математическая модель основана на двумерной системе уравнений Эйлера. Вычислительный алгоритм основан на методе декартовых сеток для расчета течений с ударными волнами в областях с изменяющейся геометрией. Алгоритм и его программная реализация протестированы на задаче о подъеме цилиндра за проходящей ударной волной. Построены кривые изменения скорости цилиндра, даны пояснения по качественному виду кривых при различных массах цилиндра. Для одной массы проведен анализ динамики процесса релаксации с точки зрения нестационарных ударно-волновых картин, реализующихся при взаимодействии ударной волны с цилиндром.

Годунов С.К., Ключинский Д.В., Фортова С.В., Шепелев В.В. «Экспериментальные исследования разностных моделей газовой динамики с ударными волнами» Журнал вычислительной математики и математической физики, 58, № 89, с. 5-19 (2018)

Описана линеаризованная редакция классической схемы Годунова с нелинейными распадами разрывов. Экспериментально показано, что данный вариант схемы обладает свойством гарантированного неубывания энтропии, позволяющим моделировать ее рост на ударных волнах. Исследована структура ударных волн после распадов разрывов. Показаны зависимости ширины ударных волн и времени их формирования от выбора числа Куранта. Приведены результаты проверки точности разрывных решений.

Суржиков С.Т. «Расчет неравновесного излучения ударных волн в воздухе с использованием двух моделей» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 1, с. 99-114 (2019)

Представлены результаты численного моделирования спектральной излучательной способности ударно-нагретого воздуха, полученные с использованием двух моделей неравновесного излучения, испускаемого из релаксационной зоны за фронтом сильной ударной волны. Первая модель основана на уравнениях Эйлера и сформулирована для одномерной задачи кинетических процессов за фронтом ударной волны. Вторая модель основана на двумерных уравнениях Навье–Стокса для вязкого ударного слоя вблизи лобовой поверхности затупленного тела в гиперзвуковом потоке. Обсуждаются проблемы интерпретации данных летного эксперимента Fire-II с использованием указанных расчетных моделей.

Ермолаев Ю.Г., Косинов А.Д., Кочарин В.Л., Семенов Н.В., Яцких А.А. «Об экспериментальном исследовании воздействия слабых ударных волн на пограничный слой плоской притупленной пластины при числе Маха 2.5» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 2, с. 112-118 (2019)

Проведены экспериментальные исследования генерации пары слабых ударных волн двумерной неровностью, установленной на боковой стенке рабочей части аэродинамической трубы, и их воздействия на сверхзвуковой пограничный слой притупленной плоской пластины при числе Маха 2.5. Измерения выполнены термоанемометром постоянного сопротивления. В пограничном слое пластины измерены профили среднего массового расхода и среднеквадратичных пульсаций в области продольных вихрей, порождаемые парной слабой ударной волной при взаимодействии с течением в окрестности передней кромки модели. Обнаружены высокоинтенсивные пульсации, вызываемые воздействием слабой ударной волны.

Куликовский А.Г. «Замечание о природе спонтанно излучающих ударных волн» Доклады академии наук, 481, № 5, с. 494-497 (2018)

Высказывается точка зрения, что структура спонтанно-излучающей ударной волны является волноводом, по которому распространяются возмущения. Скорость возмущений определяется дисперсионным уравнением, полученным из соотношений на ударной волне. При этом скорость передачи возмущений по волноводу в общем случае не совпадает с упомянутой скоростью возмущений, подобно тому как скорость огибающей, вообще говоря, не совпадает с фазовой скоростью волн.

Сычев А.И. «Столкновение детонационных волн в пузырьковых средах» Журнал технической физики, 89, № 2, с. 179-183 (2019)

Экспериментально исследован процесс взаимодействия детонационных волн в пузырьковых средах при столкновении. Осуществлен процесс встречного столкновения детонационных волн в пузырьковых средах. Получены данные о критических условиях инициирования, структуре и параметрах волн детонации в пузырьковых средах. Изучены структура и свойства постдетонационных волн – волновых возмущений, образующихся при столкновении волн "пузырьковой" детонации.

Аганин А.А., Гусева Т.С. «Удар струи по тонкому слою жидкости на стенке» Вестник Башкирского университета, 20, № 2, с. 245-251 (2016)

Изучается удар высокоскоростной струи воды по тонкому водяному слою (прослойке) на плоской жесткой стенке. Параметры задачи характерны для ударного воздействия на стенку струи, возникающей на поверхности кавитационного пузырька при его схлопывании вблизи твердой стенки. Для прослойки толщиной 0.06 радиуса струи проводится анализ влияния скорости струи в диапазоне от 150 до 350 м/c. При таких скоростях удара демпфирующее влияние прослойки относительно мало, и на стенке возникают давления того же порядка, что и в случае без прослойки. Исследование проводится с применением прямого численного моделирования с описанием движения жидкости и газа уравнениями газовой динамики. Показано, что при скорости струи больше 200 м/с распределение давления на стенке существенно неоднородно, как и в случае без прослойки. При этом максимум давления также реализуется на краю области импульсного воздействия и превышает давление гидроудара.

Бугримов А.Л., Лаврентьев В.В., Родэ С.В., Шапкарин И.П. «Эволюция сходящегося сферического ударно-волнового импульса» Вестник Московского государственного областного университета. Серия: Физика–Математика, № 4, с. 150-154 (2018)

Предложена модель эволюции сферического сходящегося ударно-волнового импульса в рамках требования постоянства количества движения материала, вовлечённого в движения импульсом пилообразной формы.

Зиборов В.С., Ростилов Т.А. «Применение метода VISAR для исследования взаимодействия фронта ударной волны в газе и твёрдой поверхности» Вестник Московского государственного областного университета. Серия: Физика–Математика, № 1, с. 68-73 (2019)

Статья посвящена развитию экспериментальных методов исследования физико-химических процессов в ударных волнах. Метод лазерной интерферометрии VISAR применён для измерения скорости свободной поверхности твёрдого тела при взаимодействии с фронтом газовой ударной волны. Впервые получены профили скорости поверхности при воздействии ударной волны в лёгком и относительно тяжёлом газе. Показано, что метод позволяет обеспечить более высокое временное разрешение, чем лазерный шлирен метод применительно к ударным волнам, что делает его перспективным для измерений структуры фронта ударных волн в газах.

Ладонкина М.Е., Неклюдова О.А., Остапенко В.В., Тишкин В.Ф. «О точности разрывного метода Галеркина при расчете ударных волн» Журнал вычислительной математики и математической физики, 58, № 89, с. 148-156 (2018)

Изучена точность разрывного метода Галеркина третьего порядка аппроксимации на гладких решениях при расчете разрывных решений квазилинейной гиперболической системы законов сохранения с ударными волнами, распространяющимися с переменной скоростью. В качестве примера рассмотрена аппроксимация системы законов сохранения теории мелкой воды. Показано, что подобно TVD- и WENO-схемам повышенного порядка аппроксимации на гладких решениях, разрывный метод Галеркина, несмотря на высокою точность на гладких решениях и при локализации ударных волн, снижает свой порядок сходимости до первого порядка в областях влияния ударных волн.

Петров И.Б., Беклемышева К.А. «Моделирование разрушения гибридных композитов под действием низкоскоростного удара» Математическое моделирование, 30, № 11, с. 27-43 (2018)

Для увеличения прочности композитных деталей применяется армирование полимерного композита одним или несколькими слоями металла. Данная работа посвящена моделированию поведения подобных композитов под действием низкоскоростных ударов. Такие удары особенно опасны для полимерных композитов, так как вызывают повреждения, не видимые невооруженным глазом (BVID, barely visible impact damage). Моделирование проводилось при помощи сеточно-характеристического метода, при этом рассмотрены различные критерии разрушения (Цай–Хилла, Цай–Ву, Друкера–Прагера, Хашина, Пака) и различные типы соединения титана с полимерным композитом.