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 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