Георгиевский П.Ю., Сутырин О.Г. «Инициирование детонации при взаимодействии ударной волны с горючим газовым пузырем» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 503, № 1, с. 35-41 (2022)

На основе уравнений Эйлера проведено численное моделирование взаимодействия ударной волны в газе с эллипсоидальным горючим газовым пузырем повышенной плотности в двумерной плоской и осесимметричной постановках. Обнаружены три качественно различных режима инициирования детонации: прямое инициирование детонации в передней части пузыря при достаточно высоких числах Маха падающей волны и инициирование детонации в результате преломления волны и фокусировки вторичных скачков уплотнения в задней части пузыря при меньших числах Маха. Показано, что режим инициирования детонации существенно зависит как от интенсивности ударной волны, так и от формы пузыря. Удлинение пузыря приводит к уменьшению пороговых чисел Маха, умеренно в осесимметричном случае и существенно в случае плоской симметрии. Эффект фокусировки ударной волны позволяет достичь успешного инициирования детонации при принципиально меньшей интенсивности падающей волны по сравнению с прямым инициированием.

Царьков М.В., Стожков В.Ю. «Моделирование фронта ударной волны при сгорании стехиометрической смеси «горючее–окислитель»» Труды Московского физико-технического института (государственного университета) (МФТИ), 14, № 3, с. 146-156 (2022)

Разобрана задача распространения фронта сжатия сферической ударной волны, образованной мгновенным сгоранием стехиометрических смесей горючее–окислитель. Для некоторых физически обоснованных для сферического случая допущениях описана модель с аналитическими уравнениями движения фронта, для которой оценены характерное время и радиус перехода ударной волны в акустическую. Также рассмотрена проблема объединения линейно расположенных сферических ударных фронтов от нескольких взрывов в один цилиндрический.

Норкин М.В. «Динамика точек отрыва после мгновенной остановки кругового цилиндра в возмущенной жидкости» Прикладная механика и техническая физика, 83, № 4, с. 73-81 (2022)

Исследуется динамика тонкой присоединенной каверны, образовавшейся в результате мгновенной остановки (удара) кругового цилиндра в возмущенной жидкости. Течение жидкости в момент, непосредственно следующий за ударом, и первоначальная зона отрыва определяются с использованием классической модели удара с отрывом. Для изучения процесса схлопывания каверны применяется прямой асимптотический метод, в котором разложения основных гидродинамических характеристик ведутся по малому параметру, равному безразмерному ускорению цилиндра до удара. В главном асимптотическом приближении формулируется задача с односторонними ограничениями, из решения которой определяется движение точек отрыва и описывается процесс схлопывания тонкой каверны. С учетом специальных уравнений пограничного слоя проводится анализ внутренней свободной границы жидкости.

Марчуков Е.Ю., Мухин А.Н., Лепешинский И.А., Решетников В.А., Кучеров Н.А. «Экспериментальное исследование смесительного устройства форсажной камеры газотурбинного двигателя» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 4, с. 3-10 (2022)

Изучаются процессы формирования топливно-воздушной смеси в форсажной камере газотурбинного двигателя. Эксперименты проводятся на элементе смесителя с двухфазным рабочим телом, содержащим ряд отверстий, выполняющих роль струйных форсунок. Исследовано влияние соотношения расхода жидкости к расходу газа, которое пропорционально коэффициенту избытка воздуха, на работу смесителя. Установлено, что наличие возрастающего поля давления вдоль канала смесителя приводит к неравномерным расходам жидкости и газа по форсункам и параметрам распыла.

Кедринский В.К. «Создание специальных ударных труб и исследования кумуляции жидких цилиндрических оболочек во вращающейся системе» Прикладная механика и техническая физика, 83, № 1, с. 5-10 (2022)

Представлены две схемы ударных труб и результаты экспериментальных исследований кумуляции жидких цилиндрических оболочек во вращающейся системе. В рамках первой схемы исследовалось одномерное сжатие (классическая кумуляция) вращающейся цилиндрической оболочки при взрывном характере нагружения кольцевым поршнем. С использованием модели динамики одномерной цилиндрической кумуляции в покоящейся безграничной жидкости дана оценка экспериментальных результатов. В рамках второй схемы на внутренней поверхности вращающейся газовой полости обнаружен скачок бора, образованный поршнем при ее ударно-волновом нагружении и распространении вниз вдоль оси симметрии.

Змушко В.В., Разин А.Н., Синельникова А.А. «Влияние начальной шероховатости контактных границ на развитие неустойчивости после прохождения ударной волны» Прикладная механика и техническая физика, 83, № 3, с. 34-42 (2022)

Исследуется процесс турбулентного перемешивания на контактных границах трехслойных газовых систем после прохождения ударной волны. Изучено влияние начальной шероховатости контактных границ на развитие неустойчивости и перемешивание газов, имеющих различную плотность. С использованием неявного метода крупных вихрей и пакета программ МИМОЗА выполнено моделирование развития неустойчивости Рихтмайера–Мешкова. Проведено сравнение полученных результатов с известными экспериментальными данными. Показано, что ширина области перемешивания, энстрофия и масса перемешанных газов существенно зависят от степени шероховатости контактной границы.

Поплавский С.В. «Параметрическое исследование разрушения капли за ударной волной по механизму срыва пограничного слоя» Прикладная механика и техническая физика, 83, № 3, с. 43-53 (2022)

Рассмотрены физические основы процесса разрушения капель в потоке за проходящей ударной волной по одному из срывных механизмов - срыв жидкого пограничного слоя. Анализ выполнен на основе данных высокоскоростной теневой визуализации поведения капли за ударной волной в диапазоне значений числа Вебера We=200–2200, измерений периода индукции разрушения и регистрации характера уноса массы. Сформулированы условие нестабильности поверхности жидкости по механизму срыва пленки и критерий распада межфазной границы с использованием параметров сопряженного пограничного слоя в жидкости. На основе этого, а также с учетом данных предыдущих исследований получена зависимость времени задержки разрушения капли по этому механизму от характеристик жидкости и параметров потока.

Дубровин К.А., Зарвин А.Е., Яскин А.С., Каляда В.В. «Влияние конденсации на размеры сверхзвуковых потоков» Письма в Журнал технической физики, 48, № 12, с. 36-39 (2022)

Рассмотрено влияние конденсации на форму и размеры сверхзвукового потока аргона, истекающего из сопла в разреженное пространство. Показано, что с ростом размеров кластеров увеличиваются как первичная "традиционная" сверхзвуковая струя, так и внешний кластерный поток, формируемый при проникновении тяжелых кластеров через боковые сжатые слои первичного потока в окружающий фоновый газ. Найден вид поправочного коэффициента в известную эмпирическую формулу, предложенную Ашкенасом и Шерманом, с учетом которого эта формула может быть использована в условиях кластированных потоков. Обсуждены причины воздействия кластеров на газодинамику сверхзвукового потока, условия и ограничения такого эффекта. Ключевые слова: газовая динамика, сверхзвуковое сопло, конденсация, кластеры, струя аргона, фотометрия.

Максименко В.А., Толоконников С.Л. «Об одной задаче о взрыве поверхностного заряда» Вестник Московского университета. Серия 1: Математика. Механика, № 2, с. 48-52 (2021)

В твердожидкостной импульсной постановке исследована плоская задача о форме воронки выброса, образующейся при взрыве шнурового заряда на поверхности грунта, поперечное сечение которой имеет форму ломаной линии с двумя угловыми точками. Построено точное решение задачи, проведен параметрический анализ. Представлены результаты расчетов формы воронки выброса для различных значений определяющих параметров задачи. Указаны ограничения на значения определяющих параметров, исследованы предельные случаи.

Андрущенко В.А., Головешкин В.А., Мурашкин И.В., Холин Н.Н. «Формирование вихревых структур внутри области сильного взрыва в неоднородной атмосфере на его ранней стадии» Прикладная математика и механика, 86, № 5, с. 753-764 (2022)

Аналитически решается задача о сильном точечном взрыве с учетом неоднородности атмосферы. Полученное авторами ранее численное решение подобной задачи показало, что уже на начальной стадии процесса в сферическом слое газа внутри области взрыва, прилегающем к фронту ударной волны, образуются вихревые структуры. Поскольку для этих малых времен решение незначительно отличается от точного решения Л.И. Седова, методом возмущений проводится теоретическое исследование течения во внутренней области взрыва, позволившее объяснить возникновение таких вихревых образований.

Карельский К.В., Петросян А.С. «Формирование и классификация скачков и уединенных ударных волн в изэнтропических течениях политропных сплошных сред» Письма в ЖЭТФ, 116, № 2, с. 88-95 (2022)

Исследованы условия возникновения произвольного скачка в изэнтропическом течении политропной среды. Показано, что скачок газодинамических параметров возникает в результате эволюции автомодельного течения. Введено понятие самофокусирующихся волн Римана. Показано, что произвольный скачок формируется только такими волнами и найдены условия его генерации. Показано, что существует критическое значение скорости, ниже которой скачок не может быть сформирован изэнтропически. Найдено второе критическое значение скорости, при превышении которого скачок формируется только при наличии зоны вакуума. Показано, что существует только два класса уединенных ударных волн: ударные волны, формирующиеся в среде, содержащей зону вакуума, и формирующиеся в непрерывной среде. Показано, что не всякое падение волны Римана приводит к появления ударной волны. Полученные результаты носят общефизический характер, поскольку основаны только на общих свойствах квазилинейных гиперболических систем уравнений.

Киселев А.Б., Логинов Д.П. «Численное моделирование дробления сферических оболочек при внутреннем взрывном нагружении» Прикладная физика и математика, № 4, с. 30-37 (2022)

Рассматривается задача необратимого динамического деформирования, вплоть до фрагментации, сферических металлических оболочек под действием интенсивной кратковременной нагрузки, обусловленной взрывом заряда конденсированного ВВ, заполняющего оболочку. Заряд инициируются из центра конструкции. Материал оболочки моделируется билинейной упругопластической средой. В качестве критерия начала макроразрушения используется энтропийный критерий предельной удельной диссипации. Для расчета числа фрагментов и их распределения по массам используется модифицированное вероятностное распределение Вейбулла и предположение о том, что на разрушение расходуется половина накопленной в теле упругой энергии, а другая её половина идёт на кинетическую энергию «доразлета» осколков. Расчеты проводятся с использованием программного комплекса ABAQUS методом конечных элементов на лагранжевой и эйлеровой расчетных сетках, который дополнен оригинальными блоками для моделирования процесса необратимого динамического деформирования и фрагментации конструкции. Расчеты хорошо согласуются с данными экспериментов. Ключевые слова: динамическое нагружение, фрагментация, оболочка, численное моделирование, критерий макроразрушения, теория Вейбулла.