О газодинамических признаках взрывных извержений вулканов. 2. Модель гомогенно-гетерогенной нуклеации, особенности динамики разрушения кавитирующей магмы

В рамках газодинамической модели пузырьковой кавитации исследована динамика состояния магмы с кристаллитами. Влияние последних на развитие потока исследовалось для двух случаев: когда кристаллиты являются зародышами кавитации и когда в промежутке между извержениями в магме формируются крупные кластеры кристаллитов. Показано, что при использовании гомогенно-гетерогенной нуклеации в случае кристаллитов-ядер кавитации еще в волновом предвестнике возникают скачки декомпрессии, достаточные для формирования серий дискретных кавитационных зон, зон нуклеации, скачков вязкости и концентрации перед фронтом основной волны декомпрессии. Из результатов экспериментального моделирования взрывного извержения с выбросом кристаллических кластеров (магматических “бомб”) следует, что в спутном потоке кавитирующей магмы с динамически изменяющимися свойствами (средней плотностью и вязкостью) наблюдается нестационарное движение кластеров, формирующих независимый поток, скорость движения которого больше скорости потока магмы. Экспериментальные результаты моделирования структуры потока при его извержении показали, что коалесценция пузырьков в потоке приводит к образованию пространственных “снарядов” газ–частицы. Проведен анализ этого процесса в рамках комбинированной модели нуклеации, включающей двухфазную модель Иорданского–Когарко–ван Вингаардена и модель “замороженного” поля массовых скоростей в зоне кавитации.