Влияние формы конца струи жидкости на ее удар по сухой стенке

Выполнено исследование влияния формы конца струи, ударяющей ортогонально по твердой стенке, на характеристики ударной волны в жидкости и импульсов давления на стенке. Струя воды осесимметричная, ее конец принимается в виде полусфероида с полуосями $R$ и $\alpha R$, где $R$ – радиус струи, $\alpha$ варьируется в диапазоне от $0$ до $2$. Скорость струи $250$ м/с. Движение жидкости в струе и окружающего газа описывается уравнениями газовой динамики относительно плотности, скорости и давления. Решение находится численно методом CIP-CUP на динамически адаптивной soroban-сетке. Межфазная граница жидкость – газ явно не выделяется. Установлено, что при $\alpha > 0.38$ воздействие на стенку до отрыва от нее ударной волны аналогично воздействию струи с полусферическим концом с радиусом $R/\alpha$. Качественные различия со случаем полусферического конца после отрыва ударной волны определяются несферичностью конца струи на удалении от ее оси. При всех рассматриваемых значениях $\alpha$ средний уровень давлений на стенке оставался близким к тому, что имеет место в случае струи с полусферическим концом $(\alpha = 1)$. С уменьшением $\alpha$ характерный размер области нагрузки с максимальными давлениями и радиус ее центральной части с квазиоднородной нагрузкой увеличивались.