ОСОБЕННОСТИ СВЕРХЗВУКОВОГО ОБТЕКАНИЯ ТЕЛ ПРИ МГНОВЕННОМ ЭНЕРГОВКЛАДЕ В ГАЗОВОМ ПУЗЫРЕ ПЕРЕД ГОЛОВНОЙ УДАРНОЙ ВОЛНОЙ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Рассматривается воздействие мгновенного выделения энергии (взрыва) в области газового пузыря на сверхзвуковое обтекание затупленных тел (сферы) и заостренных тел (тело оживальной формы и комбинация конус-цилиндр) для случая, когда взрыв происходит в невозмущенном набегающем потоке в непосредственной близости от головной ударной волны. Физически такое воздействие на поток может иметь место при энерговкладе в области электрического газового разряда или при детонации горючей газовой смеси внутри пузыря. Установлено, что помимо непосредственного воздействия взрывной ударной волны на поверхность тела, при взаимодействии головной ударной волны с динамически изменяющейся областью взрыва (ударно сжатым слоем и каверной) происходят существенные нестационарные изменения газодинамических режимов обтекания тел. В частности, отмечены эффекты фокусировки и кумуляции, которые могут привести к вторичным воздействиям, импульс которых сравним или даже превышает импульс непосредственного воздействия взрывной волны.

Об авторах

П. Ю Георгиевский

МГУ им. М.В. Ломоносова, Научно-исследовательский институт механики

Email: georgi@imec.msu.ru
Москва, Россия

В. А Левин

МГУ им. М.В. Ломоносова, Научно-исследовательский институт механики; Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН

Москва, Россия; Новосибирск, Россия

О. Г Сутырин

МГУ им. М.В. Ломоносова, Научно-исследовательский институт механики

Москва, Россия

Список литературы

  1. Haas J.-F., Sturtevant B. Interaction of Weak Shock Waves with Cylindrical and Spherical Gas Inhomogeneities // J. Fluid Mechanics. 1987. V. 181. P. 41–76. https://doi.org/10.1017/S0022112087002003
  2. Quirk J., Karni S. On the Dynamics of a Shock-Bubble Interaction // J. Fluid Mechanics. 1996. V. 318. P. 129–163. https://doi.org/10.1017/S0022112096007069
  3. Zabusky N., Zeng S. Shock Cavity Implosion Morphologies and Vortical Projectile Generation in Axisymmetric Shock–Spherical Fast/Slow Bubble Interactions // J. Fluid Mechanics. 1998. V. 362. P. 327–346. https://doi.org/10.1017/S0022112097008045
  4. Ranjan D., Oakley J., Bonazza R. Shock-Bubble Interactions // Annual Review of Fluid Mechanics. 2011. V. 43. P. 117–140. https://doi.org/10.1146/annurev-fluid-122109-160744
  5. Apazidis N., Eliasson V. Shock Focusing Phenomena. Springer. 2019. 158 p. https://doi.org/10.1007/978-3-319-75866-4
  6. Георгиевский П.Ю., Левин В.А., Сутырин О.Г. Двумерные автомодельные течения, порожденные взаимодействием скачка уплотнения с областями газа пониженной плотности // Известия РАН. Механика жидкости и газа. 2010. № 2. С. 126–134. https://elibrary.ru/item.asp?id=13060414
  7. Edney B. Anomalous Heat Transfer and Pressure Distributions on Blunt Bodies at Hypersonic Speeds in the Presence of an Impinging Shock // Aeronaut. Res. Inst. of Sweden. 1968. FTA Report 115.
  8. Георгиевский П.Ю., Левин В.А., Сутырин О.Г. Эффект кумуляции при взаимодействии скачка уплотнения с локальной областью газа повышенной или пониженной плотности // Изв. РАН. Механика жидкости и газа. 2011. № 6. С. 146–154. https://www.elibrary.ru/item.asp?id=17027138
  9. Georgievskiy P.Yu., Levin V.A., Sutyrin O.G. Interaction of a Shock with Elliptical Gas Bubbles // Shock Waves. 2015. V. 25. P. 357–369. https://doi.org/10.1007/s00193-015-0557-4
  10. Георгиевский П.Ю., Левин В.А. Нестационарное взаимодействие сферы с атмосферными температурными неоднородностями в сверхзвуковом потоке // Известия РАН. Механика жидкости и газа. 1993. № 4. С. 174–183.
  11. Yan H., Adelgren R., Bogushko M., Elliott G., Knight D. Laser Energy Deposition in Quiescent Air // AIAA J. 2003. V. 41. № 10. P. 1988–1995. https://doi.org/10.2514/2.1888
  12. Schulein A., Zheltovodov A., Pimonov E., Loginov M. Experimental and Numerical Modeling of the Bow Shock Interaction with Pulse-Heated Air Bubbles // Int. J. of Aerospace Innovations. 2010. V. 2. № 3. P. 165–187.
  13. Ohnishi N., Tate M., Ogino Y. Computational Study of Shock Wave Control by Pulse Energy Deposition // Shock Waves. 2012. V. 22. P. 521–531. https://doi.org/10.1007/s00193-012-0407-6
  14. Georgievskiy P., Levin V., Sutyrin O. Shock Focusing Effect for The Interaction of Blunt Bodies with Gas Bubbles in a Supersonic Flow // In: Ben-Dor G., Sadot O., Igra O. (eds) 30th International Symposium on Shock Waves 2. Springer, Cham. 2017. P. 1023–1027. https://doi.org/10.1007/978-3-319-44866-4_42
  15. Левин В.А., Марков В.В., Журавская Т.А. Прямое инициирование детонации в водородовоздушной смеси сходящейся ударной волной // Химическая физика. 2001. Т. 20. № 5. С. 26–30.
  16. Haehn N., Ranjan D., Weber C., Oakley J., Rothamer D., Bonazza R. Reacting shock bubble interaction // Combustion and Flame. 2012. V. 159. № 3. P. 1339–1350. https://doi.org/10.1016/j.combustflame.2011.10.015
  17. Diegelmann F., Tritschler V., Hickel S., Adams N. On the pressure dependence of ignition and mixing in twodimensional reactive shock-bubble interaction // Combustion and Flame. 2016. V. 163. P. 414–426. https://doi.org/10.1016/j.combustflame.2015.10.016
  18. Георгиевский П.Ю., Левин В.А., Сутырин О.Г. Инициирование детонации при взаимодействии ударной волны с горючим газовым пузырем различной плотности // Физика горения и взрыва. 2022. Т. 58.№ 5. С. 72–78. https://elibrary.ru/item.asp?id=49450532
  19. MacCormack R.W. The Effect of Viscosity in Hypervelocity Impact Cratering // AIAA Paper 69-354. 1969. 7 p., https://doi.org/10.2514/6.1969-354 (also published in J. Spacecraft and Rockets. 2003. V. 40. № 5. P. 757–763. https://doi.org/10.2514/2.6901)
  20. Жмакин А.И., Фурсенко А.А. Об одной монотонной разностной схеме сквозного счета // Ж. вычисл. матем. и матем. физ. 1980. Т. 20. № 4. С. 1021–1031.
  21. Liska R., Wendroff B. Comparison of several difference schemes on 1D and 2D test problems for the Euler equations // SIAM Journal on Scientific Computing. 2003. V. 25. № 3. P. 995–1017. https://doi.org/10.1137/S1064827502402120
  22. Физика взрыва / Под ред. Л.П. Орленко. Изд. 3-е, испр. В 2 т. Т. 1. М.: Физматлит, 2004. 832 с. ISBN 5-9221-0219-2
  23. Крайко А.Н. Теоретическая газовая динамика: классика и современность. М.: ТОРУС Пресс, 2010. 440 с.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025