О СТРУКТУРЕ АВТОМОДЕЛЬНЫХ ДЕТОНАЦИОННЫХ ВОЛН В ЗАРЯДАХ ТРОТИЛА
А.Л. Кул
Ливерморская национальная лаборатория им. Э. Лоуренса, 94551 Ливермор, Калифорния, США
kuhl2@llnl.gov
Ключевые слова: детонационные волны в тротиле, метод фазовой плоскости, автомодельное решение, условие Чепмена — Жуге, концентрация компонентов продуктов взрыва
Страницы: 87-95
Аннотация
Предложен метод фазовой плоскости для моделирования полей течения, связанных с детонационными волнами, распространяющимися с постоянной скоростью в зарядах тротила. Для формулировки задачи на фазовой плоскости переменных "безразмерная скорость звука Z — радиальная скорость F" использовались преобразования подобия. Получено два связанных обыкновенных дифференциальных уравнения, которые решаются совместно. Решение соответствует интегральной кривой Z(F) на фазовой плоскости, начинающейся из точки Чепмена — Жуге и заканчивающейся в особой точке A — звуковой точке за фронтом волны. Система замыкается соотношениями для термодинамических переменных вдоль изоэнтропы расширения, проходящей через точку Чепмена — Жуге. В результате формируется полное уравнение состояния термодинамической системы. Параметры в точке Чепмена — Жуге и на изоэнтропе рассчитаны с применением термодинамического кода Cheetah. Получены решения для плоской, цилиндрической и сферической детонационных волн. Рассчитаны профили концентраций компонентов продуктов взрыва, основным компонентом (≈10 моль/кг) оказался углерод в форме графита. Для инициализации одномерного газодинамического моделирования использовано автомодельное решение, которое описывает начальную стадию расширения продуктов детонации и формирование взрывной волны в воздухе. Подобное моделирование обеспечивает проникновение в суть термодинамических состояний и распределений компонентов продуктов взрыва, которые в начальный момент ответственны за оптическое излучение огненного шара при взрыве заряда тротила.
|
