Метод сглаженных частиц в задачах моделирования кавитационного разрушения жидкости при ударно-волновом нагружении
М.Н. Давыдов, В.К. Кедринский
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск
davydov@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: метод сглаженных частиц (SPH-метод), кавитационное разрушение, ударно-волновое нагружение
Страницы: 17-26
Аннотация
Показано, что использование метода сглаженных частиц позволяет провести исследование структуры течения кавитирующей среды с высокой концентрацией газовой фазы и описать процесс инверсии ее двухфазного состояния ‑ переход от кавитирующей жидкости к системе газ — частицы. В результате численного анализа динамики состояния полусферической капли в процессе ее ударно-волнового нагружения установлено, что фокусировка отраженной от свободной поверхности капли ударной волны приводит к формированию в центре капли плотного быстрорасширяющегося кавитационного кластера. К моменту времени t = 500 мкс пузырьки в центре кластера успевают не только коалесцировать, образуя структуру типа пены, но и трансформироваться в систему газ — частицы, образовав практически свободную быстрорасширяющуюся зону. Механизм этого процесса, определенный ранее как внутренний “кавитационный взрыв” капли, подтвержден в результате математического моделирования задачи с помощью метода сглаженных частиц. Деформация кавитирующей капли завершается ее распадом на отдельные фрагменты и частицы.
|
