Исследование взаимодействия газодинамических ударных и акустических волн с конденсированными средами

• Автор: Баганина, Александра Евгеньевна
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 120 с. : ил.

ОГ ДАВЛЕНИЕ
Введение
1 Состояние вопроса и задачи исследования
2 Математическое моделирование метания взрывом жидких, твердых и сыпучих сред
2.1 Математическая модель
2.2 Об алгоритме решения
2.3 Результаты расчетов
2.4 Выводы по главе
3 Затухание акустических и ударных волн в одиночных и разнесенных преградах из конденсированных сред
3.1 Затухание акустической волны в металлических преградах
3.1.1 Математическая модель
3.1.2 Результаты расчетов
3.2 Затухание ударной волны в водяных заслонах
3.2.1 Математическая модель
3.2.2 Результаты расчетов
3.3 Замечание о применении алгоритма С.К. Годунова для решения
одномерных сопряженных задач в системе идеальный газ - твердое

3.4 Выводы по главе
4 Математическое моделирование затухания ударной волны в бетонной перемычке
4.1 О выборе начальных условий в сопряженных задачах газ - прочная среда
4.2 Математическая модель
4.3 Численный метод решения
4.4 Результаты расчетов
4.5 Выводы по главе
5 Математическое моделирование процессов прохождения акустических и ударных волн через пористые материалы
5.1 Предисловие
5.2 Математическое моделирование прохождения ударной волны через
пористые материалы с явным выделением пор
5.2.1 Физические и математические модели
5.3 Начальные и граничные условия
5.4 Замечания об алгоритме расчетов
5.5 Результаты расчетов и их обозначения
5.6 Зажигание безгазового пиросостава ударной волной взрыва
5.7 Выводы по главе
6 Математическое моделирование затухания слабых ударных волн в пористых и сплошных металлических пластинах
6.1 Предисловие
6.2 Математическая модель
6.3 Результаты расчетов
6.4 Выводы по главе
7 Заключение
Литература

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Сильные акустические волны (шум) являются одним из самых неприятных детищ современной цивилизации. Шум сопровождает нас в аэропортах, цехах заводов, в квартирах больших городов. Поэтому исследования, направленные на изучение средств защиты от шума, являются актуальными. Эти исследования проводятся в настоящей работе.
Ударные волны возникают, как правило, при взрывах. Они часто используются в современных технологиях. В то же время во многих случаях, например при взрывах в шахтах, они становятся опасными для человека. Для защиты от них создаются специальные преграды. Для проектирования преград нужны методики, позволяющие рассчитывать воздействие на них ударных волн. Такие методики разработаны в диссертации.
В технологиях создания новых материалов в настоящее время развиваются методы прессования материалов из порошков ударными волнами. В процессе прессования порошки представляют собой пористую среду, поры которой затекают под давлением ударной волны. Поэтому изучаемые в диссертации модели пористых сред, детально учитывающие процессы затекания пор при высоких давлениях, также являются актуальными.
Цели и задачи исследований:
1. Разработать математическую модель и методику расчета метания взрывом жидких, сыпучих и твердых конденсированных сред из специального устройства для метания. Провести исследования процессов в таких устройствах.
2. Разработать математические модели и методики расчетов затухания акустических и ударных волн через одиночные и разнесенные преграды из конденсированных сред. Провести исследование затухания и анализ эффективности таких преград.

В дальнейших расчетах давление в волне разряжения становиться отрицательным, что должно приводить к возникновению кавитационных пузырьков, которые наблюдаются при выходе ударной волны подводных взрывов на поверхность воды.
При метании взрывом песка распределение давления, скорости и плотности в различные моменты времени качественно подобны распределениям этих параметров в воде. На рис. 2.10, рис. 2.11, рис.2.12 приведены распределения давления, скорости и плотности соответсвенно в момент времени п=6-10“6с, когда давление на правой границе метаемой массы песка падает до нуля. Из рисунков видно, что скорость массы вблизи правой границы в этот момент времени резко возрастает, а ее плотность становиться меньше насыпной плотности.
Рисунок 2.10 - Распределение давления в Рис. 2.11 - Распределение скорости в
момент времени 1=6-10'6с момент времени 1=6-10'6с
При плотности песчаной массы меньшей, чем насыпная плотность,
упругая часть давления равна нулю. Этот факт позволяет продолжать расчеты,
полагая Р=0 при р<ро- При этом заложенные в модели законы сохранения
продолжают выполняться и решение соответствует физике протекающего
процесса. Такой расчет приведен на рис. 2.13, рис. 2.14, рис.2.15, на которых
изображены распределения давления, скорости и плотности в момент времени