Термодинамически согласованная модель взаимодействия детонации твердого взрывчатого вещества с инертными материалами на диффузной границе раздела

Предложена улучшенная модель диффузной границы раздела, описывающая взаимодействие детонации твердого взрывчатого вещества и сжимаемых инертных материалов. Химический процесс упрощен, поскольку твердофазный реагент превращается в газофазный продукт. Таким образом, считается, что смесь в контрольном объеме состоит из трех компонентов: твердофазный реагент (взрывчатое вещество), газофазный продукт и инертный материал. Из-за различия термодинамических свойств предполагается, что три компонента находятся в механическом равновесии и термически неравновесном состоянии. Уравнение изменения объемной доли каждого компонента выводится из условия производства энтропии и условия равенства давлений в компонентах. В модель также добавлено уравнение для давления смеси. Таким образом, модель диффузной границы раздела включает в себя следующие основные уравнения: сохранения массы каждого компонента, сохранения импульса и полной энергии смеси, изменения объемной доли каждого компонента, изменения давления смеси. Важными характеристиками предлагаемой модели являются одновременный учет массопереноса в химической реакции и теплообмена в условиях тепловой неравновесности, а также прямой расчет зависимости давления от времени. Предлагаемая модель обладает термодинамической согласованностью, что позволяет эффективно устранять нефизические колебания вблизи границы раздела. Между тем она может применяться к произвольным выражениям уравнения состояния, учитывать любое количество инертных материалов, а также использоваться для расчетов в условиях большего отношения плотностей на границе раздела материалов.