КОНТИНУАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ ГЕТЕРОГЕННОЙ СРЕДЫ ДЛЯ ОПИСАНИЯ ГОРЕНИЯ ЧАСТИЦ АЛЮМИНИЯ ПРИ ВЗРЫВАХ
А. Л. Кул1, Д. Б. Белл2, В. Е. Бекнер2
1 Ливерморская национальная лаборатория им. Э. Лоуренса, Ливермор, Калифорния, США, kuhl2@llnl.gov
2 Национальная лаборатория им. Э. Лоуренса в Беркли, Беркли, Калифорния, США
Ключевые слова: континуальная модель, горение, алюминий, взрыв
Страницы: 72-89
Аннотация
Предложена континуальная модель гетерогенной среды для описания диспергирования и горения облака частиц алюминия при взрыве. Газодинамические законы сохранения рассмотрены совместно с моделью сплошной среды для дисперсной фазы в соответствии с подходом Нигматулина. Процессы межфазного обмена массой, импульсом и энергией описываются в рамках феноменологической модели Хасаинова. Модель горения основана на законах сохранения масс горючего, воздуха и продуктов горения. Источниковые члены представлены для предельного случая мгновенной реакции, что согласуется с моделью массопереноса от частиц к газу в данном газодинамическом поле течения. В модели учтены как дожигание в воздухе продуктов детонации бустерного заряда, так и горение частиц алюминия. Численное интегрирование уравнений для газа и для дискретной фазы проводилось по схеме Годунова высокого порядка. Численно моделировались течения при взрыве заряда ударно-диспергируемого горючего массой 1.5 г в трех различных камерах. При использовании модели критической температуры воспламенения расчетные кривые давления соответствуют записям давления в экспериментах. Однако предсказанное выгорание горючего оказалось несколько выше экспериментального. Возможно, это связано с нестационарными кинетическими эффектами, не включенными в модель.
|
