Аганин А.А. «Удар струи жидкости по жидкости и смоченной стенке» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 18-21 (2022)

Куликовский А.Г., Чугайнова А.П. «О структуре разрывов в решениях гиперболических систем уравнений. Волны в стержнях. Особые разрывы» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 151-152 (2022)

Образование разрывов – “опрокидывание” волн – типичное поведение решений гиперболических систем уравнений. Если все условия на разрывах следуют из законов сохранения, то такой разрыв назовем ударной волной. Если для описания разрыва требуются дополнительные соотношения, которые следуют из рассмотрения структуры разрыва, то такие разрывы будем называть особыми. Хотя особые разрывы встречались ранее в различных моделях сплошных сред, они в основном относились к явлениям, связанными с химическими превращениями и наличием сильных колебаний в структуре разрывов. В предлагаемом докладе рассматривается модель, описывающая длинные нелинейные волны малой амплитуды, распространяющиеся по стержню. Изучаются продольно-крутильные волны в предположении, что деформации рассматриваются как линейные, а связь напряжений и деформаций нелинейна. Ранее в рамках этой модели изучены волны Римана и разрывы. В работе изучается структура разрывов. Структура разрывов описывается добавлением в уравнения движения вязких сил. Система уравнений является системой общего вида с простейшим описанием вязкой диссипации. Найдены условия существования особых разрывов. На примере предложенной модели показано, что особые разрывы влияют на множество допустимых разрывов и, как следствие, на строение решений физических задач.

Мелихов В.И., Мелихов О.И., Башар Салех «Волна термической детонации в системе «расплавленный свинец–водяной пар–вода»» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 180-182 (2022)

Для расчёта внутренней структуры детонационной волны разработана одномерная стационарная модель для многофазной смеси, состоящей из трех фаз: жидкий свинец (сплошная фаза) и капли воды внутри паровых пузырей (дисперсная фаза). Учитываются сила межфазного трения, теплообмен и фрагментация дисперсной фазы. Результаты исследований показали, что в волне термической детонации максимальное давление достигается около фронта ударной волны, а не в плоскости Чепмена–Жуге, что, позволяет точнее оценить воздействие волны термической детонации на оборудование при разрыве трубки парогенератора реактора БРЕСТ-ОД-300.

Георгиевский П.Ю., Сутырин О.Г. «Детонация горючей газовой смеси при взаимодействии ударной волны с эллипсоидальным пузырем инертного газа» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 510, № 1, с. 51-58 (2023)

На основе уравнений Эйлера проведено численное моделирование взаимодействия ударной волны в горючей газовой смеси с эллипсоидальной областью инертного газа повышенной плотности в двумерной плоской и осесимметричной постановках. Обнаружены четыре качественно различных режима непрямого инициирования детонации: при отражении волны от границы раздела газов, при фокусировке вторичных поперечных скачков уплотнения на оси/плоскости симметрии, при усилении сходящейся к оси симметрии поперечной волны и при вторичной фокусировке волн перед пузырем. Показано, что режим инициирования детонации существенно зависит как от интенсивности ударной волны, так и от формы пузыря. На основе серии расчетов определена зависимость пороговых чисел Маха падающей волны от формы пузыря. В плоско-параллельном течении умеренное удлинение пузыря приводит к существенному снижению порогового числа Маха. В осесимметричном течении нижнее пороговое число Маха менее чувствительно к форме пузыря, и наиболее эффективное инициирование детонации осуществляется с помощью сферического пузыря. Эффект фокусировки ударной волны позволяет достичь успешного инициирования детонации при принципиально меньшей интенсивности падающей волны по сравнению с прямым инициированием. Ключевые слова: ударная волна, газовый пузырь, фокусировка ударной волны, кумуляция, детонация

Ерофеев А.И., Русаков С.В. «Структура ударной волны в кислороде» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 3, с. 125-136 (2023)

Представлены результаты численного изучения процессов релаксации в кислороде при высоких температурах. Столкновения частиц (атомов и молекул) описывается методами молекулярной динамики на основе траекторных расчетов в рамках классической механики. Дается описание комплекса программ для расчета релаксационных процессов в смесях высокотемпературных газов с участием внутренних мод, описывающих вращательное и колебательное движение в молекулах, диссоциацию молекул и рекомбинацию атомов в присутствии третьего тела. Процесс релаксации описан на примере изменения параметров в смеси атомарного и молекулярного кислорода с различными начальными температурами поступательных и внутренних мод. Приведены результаты расчетов структуры ударной волны в кислороде с максимальной поступательной температурой на фронте выше 5000–11000 К. Дано сопоставление с экспериментальными данными.

Лопато А.И. «Математическое моделирование инициирования детонации при отражении ударной волны от профилированного торца канала» Волны и вихри в сложных средах: 13 международная конференция – школа молодых ученых; 30 ноября–02 декабря 2022 г., Москва: Сборник материалов школы, с. 155-157 (2022)

Процессы формирования и распространения детонационных волн представляют интерес в разных областях, включая вопросы пожаро-взрыво-безопасности в объектах и помещениях разного типа. К таким объектам можно отнести тоннели, штольни, а также бункеры и шахты, представляющие собой систему разветвленных путей. Условия для воспламенения газовых смесей и распространения волн горения и детонации зависят от многих факторов, включая геометрию конструкций, свойства материалов, внешние воздействия на систему. Другими словами, инициаторами детонации могут выступать разные объекты. Объектами инициирования могут выступать так называемые “горячие точки” – области газа повышенного давления и температуры. Воспламенение газовых смесей в горячих точках может приводить к воспламенению смеси, находящейся вблизи горячих точек. При определенных условиях происходит формирование детонационных волн, которые затем распространяются в пространстве. Источником возникновения горячих точек могут служить элементы конструкций. Процесс инициирования смеси при отражении относительно слабой ударной волны от криволинейного торца канала рассматривался ранее. В работе представлена зависимость времени воспламенения смеси от числа Маха набегающего на торец потока для разных конфигураций торцов. Кроме того, отмечены критические числа Маха, ниже которых инициирования детонации не происходит в рабочей камере ударной трубы. Целью работы является математическое моделирование инициирования смеси в канале с профилированным торцом.