Дульнев А.И. «О параметрах пульсации газового пузыря при подводном взрыве в свободной воде» Труды Крыловского государственного научного центра (ранее: Труды ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова), № 2, с. 31-47 (2023)

Объектом исследования является подводный взрыв. Цель работы – обоснование математической модели, позволяющей оценить параметры пульсации газового пузыря при подводном взрыве в широком диапазоне изменения глубины взрыва и массы заряда взрывчатого вещества (ВВ). Материалы и методы. Рассматривается взрыв в свободной воде. Исследования базируются на аналитических материалах, численном решении обыкновенных дифференциальных уравнений и экспериментальных данных. Основные результаты. Дана характеристика известным из литературных источников расчетным зависимостям для определения параметров пульсации газового пузыря. Приведен вывод уравнений предлагаемой математической модели. Выполнено сопоставление результатов расчетов с экспериментальными данными для взрыва зарядов тротила. Заключение. Разработанная математическая модель по сравнению с известными решениями и эмпирическими формулами обеспечивает оценку параметров пульсации в широком диапазоне изменения глубины взрыва и массы заряда. Результаты расчетов с использованием этой модели соответствуют имеющимся экспериментальным данным. Результаты работы могут быть использованы для оценок воздействия подводного взрыва на морские объекты и сооружения.

Корнев К.Н., Логунов А.А., Шибков В.М. «Моделирование продольно-поперечного разряда в сверхзвуковом воздушном потоке в гидродинамическом приближении» Физика плазмы, 49, № 3, с. 288-295 (2023)

Получены трехмерные распределения скорости, температуры и давления в сверхзвуковом воздушном потоке при M=2, а также плотности тока в инициируемом в нем разряде. Газовый разряд постоянного тока величиной 10 А рассматривался в гидродинамическом приближении в рамках канальной модели. Рассмотрена эволюция продольно-поперечного разряда в диапазоне времени t до 20 мкс. Показано, что разряд движется практически со скоростью основного сверхзвукового воздушного потока, достаточно слабо его возмущая. По полученным в расчетах характерным значениям плотности тока и температуры газа 8000–10000 К в разрядном канале сделаны оценки концентрации электронов n_e∼10¹⁶ см^–3. Оценена напряженность поля E∼125 В/см и приведенная напряженность поля в канале разряда E/N около 30 Тд. В конфигурации аэродинамической модели с укороченными электродами показан переход к закрепленной на их концах фазе разряда. Ключевые слова: CFD-моделирование, сверхзвуковой воздушный поток, поперечно-продольный разряд, канальная модель, гидродинамическое приближение

Битюрин В.А., Бочаров А.Н., Добровольская А.С., Попов Н.А., Фирсов А.А. «Перепробой продольно-поперечного разряда в сверхзвуковом потоке воздуха» Физика плазмы, 49, № 5, с. 425-437 (2023)

Представлена физическая и численная модель продольно-поперечного разряда в сверхзвуковом потоке воздуха. Рассматриваемая модель учитывает не только традиционные механизмы взаимодействия разряда и потока (конвекция, диффузия, тепловыделение, термохимическая неравновесность), но и процессы диссоциации и ионизации в сильных приведенных электрических полях. Показано, что в рамках двумерной модели разряда постоянного тока токовая петля уносится потоком до тех пор, пока скорость ионизации за счет сильного приведенного электрического поля в непосредственной близости от электродов не обеспечит достаточную ионизацию для формирования альтернативного канала тока: начинает формироваться новая петля тока, а старая затухает. Этот рассматриваемый процесс перепробоя разряда имеет периодический характер, при этом частота перепробоев в токовой петле пропорциональна амплитуде тока. Ключевые слова: сверхзвуковой воздушный поток, разряд постоянного тока в потоке, нетермическая ионизация, токовая петля, перепробой разряда

Мурсенкова И.В., Иванов И.Э., Ляо Ю., Зиганшин А.Ф. «Исследование взаимодействия поверхностного скользящего разряда с наклонной ударной волной» Физика плазмы, 49, № 5, с. 600-606 (2023)

Экспериментально исследован распределенный поверхностный скользящий разряд длительностью 500 нс в сверхзвуковых потоках воздуха с наклонной ударной волной. Числа Маха потока составляли 1.18–1.68, плотность воздуха 0.02–0.45 кг/м³. Разряд инициировался в режиме одиночного импульса. Ток разряда составлял около 1 кА при напряжении 25 кВ. Показано, что ток разряда и пространственно-временные характеристики излучения зависят от параметров локальной зоны разрежения в пограничном слое. В стационарном потоке с косым скачком уплотнения разряд формируется в виде одиночного канала. Анализ высокоскоростной теневой съемки потока после разряда показал, что одиночный канал разряда генерирует полуцилиндрическую волну. Сравнение экспериментальной динамики ударной волны с результатами численного моделирования течения на основе нестационарных уравнений Навье–Стокса показало, что величина выделяемой в разрядном канале тепловой энергии составляет 0.15–0.36 Дж. Ключевые слова: наносекундный поверхностный скользящий разряд, сверхзвуковой поток, наклонная ударная волна, высокоскоростная теневая визуализация, численное моделирование

Sklenarova M., Stroch P., Bernatik A. «Исследование взрывного поведения полиэтиленовой пыли в больших резервуарах с трубопроводами» Физика горения и взрыва, 58, № 6, с. 110-120 (2022)

Рассмотрены опасности, связанные со свойствами пластиковой пыли, а также ее влияние на возникновение и развитие взрыва. Исследовалась полиэтиленовая пыль, представляющая собой побочный продукт производства и хранения гранулята. Взрывные испытания проводились в контейнерах, аналогичных тем, которые используются на заводах. Объем закрытых емкостей составлял 1.35 м³ (N1) и 5.45 м³ (N2). Опыты проводились в емкости N1 с вентиляционной зоной номинального диаметра DN 250 в верхней части сосуда, в емкости N2 с вентиляционной зоной диаметром DN 585 или DN 775, установленной на верхних фланцах сосудов, а также в емкостях, соединенных между собой трубами диаметром DN 150 и длиной 3, 6 и 10 м. Эксперименты показали, что давление взрыва в технологическом оборудовании может достигать более высоких значений, чем при лабораторных испытаниях. При распространении взрыва в соединенных трубопроводом резервуарах вследствие предварительного сжатия возникает избыточное давление, в результате чего измеренные в соединенных резервуарах давление и скорость его роста во много раз превышают аналогичные параметры, измеренные в резервуаре с вентиляционным отверстием. Взрыв распространялся от резервуара большего объема к резервуару меньшего объема, предварительное сжатие смеси приводило к увеличению параметров взрыва в резервуаре меньшего объема, несмотря на установленное в обоих сосудах вентиляционное отверстие. Для обеспечения взрывозащиты можно также использовать другие элементы конструкции. Описано влияние длины трубопровода, соединяющего емкости.

Гималтдинов И.К., Родионов А.С., Кочанова Е.Ю. «Детонация газожидкостной смеси при интерференции волн на наклонной границе» Физика горения и взрыва, 59, № 3, с. 36-43 (2023)

Рассмотрены процессы отражения и преломления волны давления при прохождении границы пузырьковая среда–«чистая» жидкость при наклонном падении волны на границу раздела сред. Исследовался случай, когда газ внутри пузырьков взрывчатый. Установлено существенное уменьшение амплитуды начальной волны, способной инициировать детонацию в пузырьковой жидкости из-за интерференции волн на наклонной границе.

Попель С.И. «Проявления аномальной диссипации в плазменно-пылевых системах» Физика плазмы, 49, № 1, с. 48-56 (2023)

Приведен краткий обзор исследований по пылевой плазме, в которых важное место занимает аномальная диссипация, связанная с процессами зарядки пылевых частиц. Отмечается, что аномальная диссипация является одной из основных особенностей, отличающих пылевую плазму от обычной (не содержащей заряженных пылевых частиц) плазмы. Особое внимание уделяется проявлениям аномальной диссипации в плазменно-пылевой системе у Луны и нелинейным волнам, распространяющимся в пылевой плазме. В случае пылевой плазмы у Луны, аномальную диссипацию связывают исключительно с процессами зарядки пылевых частиц. Учет аномальной диссипации позволяет определить, возможно ли использование приближения левитирующих пылевых частиц для описания окололунной пылевой плазмы, т.е. частиц, для которых можно считать, что имеет место баланс между действующими на частицу электростатической и гравитационной силами, или же проявления динамических эффектов (например, осцилляций тракторий пылевых частиц) существенны. При рассмотрении нелинейных волн процессы зарядки пылевых частиц воздействуют на форму нелинейной волны и приводят к ее деформации в смысле нарушения, например, осесимметричной структуры. В результате нелинейная волна приобретает характерные черты ударно-волновой структуры. Процессы поглощения ионов пылевыми частицами и кулоновских столкновений между ионами и пылевыми частицами приводят к уменьшению амплитуды нелинейного возмущения. Получено условие существования “слабодиссипативных” солитонов. Оказывается, что “слабодиссипативные” солитоны могут существовать до тех пор, пока они еще не очень сильно деформировались (в смысле нарушения осесимметричной структуры). При этом их амплитуда уменьшается. Проявления аномальной диссипации важны в пылевой плазме в лаборатории и природе, например, в окрестностях Луны, безатмосферных тел Солнечной системы, комет и т.д. Ключевые слова: пылевая плазма, аномальная диссипация, Луна, нелинейные волны, ударные волны, солитоны