Нестационарные процессы и структурно-фазовые изменения в многокомпонентных и многофазных средах при высокоскоростных динамических воздействиях

Построена модель ударно-волнового нагружения пористых материалов на базе полуэмпирического уравнения состояния с одним подгоночным параметром, позволяющая производить достоверные расчеты для материалов и смесей с большими значениями пористости. Показан подход, позволяющий целенаправленно изменять значения давления и температуры ударно-волнового нагружения, меняя состав смеси. Показана возможность определять составы смесей, которые позволяют при одном и том же значении давления существенно поднять температуру получаемой смеси, практически не меняя в нем общую массу металла. Предложена модель, основанная на методе решеточных уравнений Больцмана (LBM), описывающем течения флюида с фазовыми превращениями жидкость - пар. Выполнены двух- и трехмерные расчеты динамики расширения цилиндрических границ “плазменных” каналов в жидком диэлектрике в сильном (в том числе) неоднородном электрическом поле. Определено состояние вещества внутри каналов. Согласно расчету в структуре волны разрежения (ВР) появляется спектр профилей положительного давления. При фокусировке ВР для спектра начальных максимальных значений массовой скорости УВ (диапазон 40 - 200 m/s) концентрация газовой фазы плавно растет, приближаясь к 6%. Обнаружен значительный эффект, вызванный изменением начального состояния системы (радиус микропузырьков - 7 µm и концентрация - 10⁻³); максимальные значения концентрации в распределении газовой фазы возрастают от 6,5 до 16% в окрестности оси. При переходе волны детонации из пузырьковой среды с меньшей концентрацией газовой фазы (более плотной среды) в пузырьковую среду с большей концентрацией газовой фазы (менее плотную) волны, отраженной от границы раздела сред, не наблюдается. При обратном переходе границы раздела падающая детонационная волна трансформируется, распадаясь на две волны - детонационную волну и волну-сателлит, затухающую по мере распространения. В экспериментах использовали стальные имитаторы оболочек ТВС диам. 9 мм, с толщиной стенки - 0,6 мм и длиной - до 40 мм. Определены и опробованы два варианта удаления и транспортировки имитаторов твердых отходов ОТВС. Самый простой из них (П - В - П - В...) увеличил выбрасываемую массу нерастворимых фрагментов ОТВС и уменьшил необходимое число газовых импульсов (с 24 до 16), что позволило увеличить производительность аппарата на 3 - 5%.