Э. Б. Ройс, Р. Н. Килер*, А. С. Митчел**
Post Office Box 86, Wofford Heights, California 93285-0086 USA, *Kaman Diversified Technologies Corporation, 1111 Jefferson Davis Highway, Arlington, Virginia 22202 USA; **2040 Stewart Street, Walnut Creek, California 94596 USA
Страницы: 3-17
Для обоснования результатов своих коллег Я. Б. Зельдович развил физическую модель отклика ударно-сжатых диэлектриков, которая была использована для объяснения самых ранних экспериментов. Аналогичная работа, представляющая собой расширение и дополнение идей, развитых Зельдовичем, была проведена независимо в Соединенных Штатах. Эта ранее неопубликованная работа и будет представлена здесь. Полученные результаты успешно применялись для интерпретации измерений электропроводности в ударно-сжатых диэлектрических и ионных жидкостях.
С использованием квазиодномерного приближения даются постановка и решение задачи возникновения массовых лесных пожаров в результате столкновительных и техногенных катастроф. Из результатов численных расчетов следует, что механизм зажигания в обоих случаях одинаков, но количественные характеристики процессов зажигания (время и предельные условия зажигания, форма зоны зажигания) значительно отличаются друг от друга. Это объясняется отличием механизмов выделения энергии в приземном слое атмосферы при техногенных и столкновительных катастрофах.
Методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза изучены закономерности горения системы Zr–Nb–C в аргоне, азоте и смеси азота и водорода. При горении в аргоне отклонение от стехиометрии по углероду способствует взаимному растворению образующихся фаз и приводит к формированию однофазных сложных карбидов. Показано гомогенизирующая роль водорода в процессе формирования сложных продуктов горения системы Zr–Nb–C–N–H. Установлено, что в системе Zr–Nb–C–N–H происходит конкуренция влияний азота, водорода и углерода. Построены концентрационные треугольники системы Zr–Nb–C, на которой представлена эволюция фазового состава продуктов горения в зависимости от реакционной среды.
Получены аналитические соотношения, позволяющие с высокой точностью построить распределения всех параметров в области течения при одномерной дефлаграции газовых смесей с произвольной скоростью распространения фронта пламени вплоть до режима нормальной детонации.
В рамках математической модели самораспространяющегося высокотемпературного синтеза интерметаллического соединения Ni3Al в режиме теплового взрыва порошковой смеси чистых элементов рассмотрено влияние процесса зародышеобразования интерметаллической фазы на поверхностях раздела никеля с алюминием на температуру и время воспламенения порошковой смеси. Исследована зависимость скорости образования интерметаллида от дисперсности никелевых частиц порошковой смеси и мощности внешнего источника нагрева.
Предложенная ранее модель взаимодействия в системе Ni–Al развивается применительно к тройным реакционным системам, перспективным для получения материалов для газотермического нанесения защитных покрытий. Исследование основано на сопоставлении особенностей теплового профиля волны горения с данными структурных исследований продуктов взаимодействия и зоны погасания. Показано, что развитые качественные модели взаимодействия адекватны структуре и фазовому составу продуктов, получаемых в широком диапазоне концентрации легирующих элементов (Fe, Ti), образующих с компонентами базовой системы диаграммы состояния различного типа.
В рамках дискретной модели исследуются акустические свойства пен. Рассчитана собственная частота пульсаций пузырей пены, включая случай ударно-сжатой пены. Отмечено совпадение скоростей распространения малых возмущений, рассчитанных по «послойной» модели, с данными по континуальной модели газожидкостной смеси.
Рассмотрена модель многокомпонентных сред Ляхова, которая с помощью асимптотического метода осредуьения получила строгое математическое обоснование. Показано, что природа длинноволнового воздействия различна на разных масштабных уровнях. На микроуровне поведение среды подчиняется термодинамическим законам, а на макроуровне — выражается в волновом движении для средних характеристик.
В работе на основе математической модели детонации аэровзвеси частиц алюминия в кислороде в рамках односкоростного двухтемпературного континуума изучена задача о структуре детонационной волны. Дан анализ типов течения в виде режимов Чепмена — Жуге, пересжатого и недосжатого. По результатам численных экспериментов построена карта режимов движения смеси в плоскости: число Маха детонационной волны, отношение характерных времен тепловой релаксации и горения. Определены: область реализации только пересжатых режимов детонации, многообразие существования недосжатых и пересжатых режимов и область отсутствия стационарных решений. Описаны структурные свойства решений с внутренней особой точкой и недосжатых структурно неустойчивых режимов с седловой особенностью в конечном состоянии. Путем численного моделирования нестационарных детонационных течений показана устойчивость стационарных режимов всех типов относительно малых и конечных возмущений, сохраняющих скорость детонационной волны и конечное состояние.
В. М. Бойко, В. П. Киселев, С. П. Киселев, А. Н. Папырин, С. В. Поплавский, В. М. Фомин
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 630090 Новосибирск
Страницы: 86-99
Настоящая работа посвящена экспериментальному и теоретическому исследованию распространения ударной волны в смеси газа с твердыми частицами при наличии выраженных границ двухфазной области (облако частиц). Экспериментально показан и теоретически обоснован эффект качественной перестройки сверхзвукового потока за ударной волной в облаке частиц в диапазоне объемных концентраций дисперсной фазы 0,1–3%.