|
Эта публикация цитируется в 1 научной статье (всего в 1 статье)
Моделирование процесса ослабления сферического взрыва применением водной пены
Р. Х. Болотноваa, Э. Ф. Гайнуллинаa, Э. А. Нурисламоваab a Институт механики им. Р.Р. Мавлютова УФИЦ РАН
b Башкирский государственный университет, г. Уфа
Аннотация:
Представлена двухфазная модель динамического поведения сухой водной пены под воздействием сильной ударной волны в предположении, что пенная структура при ударном нагружении разрушается на взвесь монодисперсных микрокапель с формированием газокапельной смеси. Система уравнений модели водной пены включает законы сохранения массы, импульса и энергии каждой фазы в соответствии с однодавленческим, двухскоростным, двухтемпературным приближениями в трехмерной постановке с учетом сил межфазного сопротивления Шиллера-Наумана и межфазного контактного теплообмена Ранца-Маршалла. Термодинамические свойства воздуха и воды, составляющих газокапельную смесь, описаны уравнениями состояния Пенга-Робинсона и Ми-Грюнайзена. Наличие неравномерного по высоте процесса синерезиса водной пены, обусловленного гравитационными силами, учитывалось заданием распределения объемного содержания воды в пене. Дополнительный учет процесса синерезиса контролировался при расчете интенсивности сил межфазного сопротивления по модели Шиллера-Наумана введением параметра, зависящего от распределения по пространству начального водосодержания пены. Сферический взрыв моделировался в форме ударно-волнового импульса, энергия кото- рого совпадала с энергией заряда взрывчатого вещества, используемого в экспериментах. Численное решение поставленной задачи реализовано с использованием открытого программного комплекса OpenFOAM на основе двухшагового вычислительного алгоритма PIMPLE. Численное решение задачи, полученное на основе предложенной модели газокапельной смеси, удовлетворительно согласуется с экспериментальными данными по сферическому взрыву в водной пене. Дан анализ динамики сферической ударной волны при ее прохождении сквозь водную пену. Исследованы причины значительного снижения амплитуды и скорости распространения ударных волн в изучаемой среде.
Ключевые слова:
сферическая ударная волна, водная пена, пакет OpenFOAM, численное моделирование.
Поступила в редакцию: 06.11.2019
Образцы ссылок на эту страницу:
https://www.mathnet.ru/rus/pmim373
|
Статистика просмотров: |
Страница аннотации: | 13 | Список литературы: | 3 |
|