Комплексная расчетно-теоретическая методика моделирования процессов, сопровождающих импульсное энерговыделение в конденсированных средах

• Автор: Вилков, Константин Владимирович
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 132 с.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
ГЛАВА 2. ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ. МЕТОДИКИ И ПРОГРАММЫ РАСЧЕТА ЭНЕРГОВЫДЕЛЕНИЯ В КОНДЕНСИРОВАННЫХ СРЕДАХ
2.1 ИМПУЛЬСНЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАЗРЯД В ВОДЕ
2.2 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ВЗРЫВ ПРОВОДНИКОВ
2.3 Световое излучение
2.4 РЕНТГЕНОВСКОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ
2.5 Электронное излучение
2.5.1. Выбор физико-математической модели расчета энепговыделения (поглощенной дозы)
2.5.2. Методика расчета
2.5.3. Программа расчета. Результаты тестирования программы
ГЛАВА 3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ЗАРОЖДЕНИЯ, СТРУКТУРЫ И РАСПРОСТРАНЕНИЯ УДАРНЫХ ВОЛН
3.1 Зарождение ударных волн в газах и конденсированных средах
3.2 ТОЛЩИНА ФРОНТА УДАРНЫХ ВОЛН
3.2.1 Результаты экспериментальных и теоретических исследований структуры фронта ударных волн (состояние вопроса)
3.2.2 Обобщенные уравнения гидродинамики
3.2.3 Исследование структуры (Ьронта ударной волны в газе на основе обобщенных уравнений гидродинамики. Сопоставление расчетных данных с экспериментом
3.2.4 Исследование структуры фронта ударной волны в воде на основе обобщенных уравнений гидродинамики
3.2.4.1 Методика расчета
3.2.4.2 Тестирование методики расчета
3.2.4.3 Результаты расчетов структуры фронта ударной волны
3.3 ЭВОЛЮЦИЯ УДАРНЫХ ВОЛН
3.4 Прохождение ударных волн через конденсированные среды
3.4.1 Методика расчета
3.4.2 Тестирование методики
3.4.3 Расчет динамических характеристик
ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТОВ ХАРАКТЕРИСТИК ЭИ УСТРОЙСТВ
4.1 Моделирование импульсного механического воздействия потоков высоких энергий на элементы РКТ
4.1.1 Численное моделирование
4.1.2 Расчет исходных данных для экспериментального моделирования
4.2 Импульсный плазменный двигатель на твердом рабочем теле
4.2.1 Определение предельно допустимой энергии в импульсе
4.2.2 Определение тягово-энергетических характеристик
4.3 Обеззараживание волы и других жидкостей ударной волной
4.3. / Определение структуры ударной волны
4.3.2 О механизме дестт’киии микроопганизмов nvu воздействия ударной волны
4.3.3 Определение радиуса поражения микроорганизмов ударной волной
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Используемые сокращения
ИПД - импульсный плазменный двигатель
ИЭР - импульсный электрический разряд
МКА - маломассогабаритные космические аппараты
РКТ — ракетно-космическая техника
УВ - ударная волна
ЭВП - электрический взрыв проводника ЭИ - электроимпульсный
Используемые обозначения
а - начальное ускорение поверхностного слоя вещества, с-скорость звука,
с, - скорость звука перед ударной волной,
С - электрическая емкость накопителя,
Е - энерговыделение (плотность поглощенной энергии),
/(v,x) - функция распределения,
I - механический импульс, приходящийся на единицу площади, к - постоянная Больцмана,
/ - длина разрядного промежутка,
L - индуктивность разрядного контура, т, - лагранжева массовая координата,
М - число Маха, п - концентрация, р -давление,
tyB - момент зарождения ударной волны,
7 - безразмерное время,
Uo - напряжение на клеммах емкостного накопителя, v - скорость,
v0 - средняя гидродинамическая скорость потока жидкости или газа,
V = 1 !р - удельный объем, х - безразмерная координата,
у - показатель адиабаты газа и показатель степени в уравнении Тейта,
Г - коэффициент Грюнайзена,
5п - толщина фронта ударной волны,
Ха - средняя длина свободного пробега перед ударной волной,
Хр - среднее расстояние между молекулами,
т] - доля от начальной энергии накопителя Си20И, выделившаяся в канале подводного электровзрыва, р - плотность,
т, - время между двумя последовательными взаимодействиями молекул, тср - среднее время воздействия механического импульса от ЭВП.

Эх3 д2х3
Случай а. Уравнение плоскости х3 = сх1, —- = —-—- = 0, 1=1,2,
дх дх'дх’
)=1,2, Н=0 и согласно (3.2)
гУВ,а =-1/О0|г"(0), ^(°)<0
ок. дк.
(3.3)
Случай в. Уравнение цилиндрической поверхности (х3)2 + (х‘)2 =Ьг, Ь = Ь0+ ср (ось цилиндра параллельна оси х2), 60 - радиус цилиндра в
момент
, 0 з ^7^777 &3. Xі а2х3 . (х')2 + (х3;2
/-0, х-^-(х), &1- -р, ,
Эх3 Э2х3
,2 „3

Эх2 Эх2Эх2 Эх‘Эх2 ’ 26’
'ув
/Н'Т

*УВ

(УВ
Ь0 +С,Г;

Ьо+ср).

=-1/°о1г-(0)’ откуда
дк.

46„
«•ж1«»
дк.
~'/°°яГт
(3.4)
При 60 ->оо (что соответствует случаю а) формула (3.4) совпадает с
(3.2).
Случай с. Уравнение сферической поверхности ]Г(х') = 62,

Ь = Ь„+с11, і = 1,2,3, х3 =Л/б2-(х‘)2-(х2)2 , -
Эх х
Э2х3 (х‘)2+(х3)2 . Э2х3 х'х2
= Ц^7з—-•» * = Ь2, Я = -1/6,
дх'дх'
*УВ
(х3Г
дх дх (х )
К+сЧ оА>+<у сі
= -уФо“ (°)> откуда