Пиротехническая химия
Главная Начинающим пиротехникам Статьи Добавить статью Добавить материалы на сайт Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги в помощь
Военная история Изготовление и применение ВВ Пиротехника в военном деле Разное по пиротехнике Физика в пиротехнике Химия ВВ и составов
Новые книги
Суворов С. "Бронированная машина пехоты БМП -3 часть 1" (Военное дело)

Яковлев Г.П. "122 мм самоходная пушка образца 1944 г." (Военное дело)

Суарес Г. "Тактическое преимущество " (Военное дело)

Стодеревский И.Ю. "Автобиография записки офицера спецназа ГРУ " (Военное дело)

Семиколенков Н.П. "стрельба из танковых пулеметов " (Военное дело)
Физика взрыва - Орленко Л.П.
Орленко Л.П. Физика взрыва. Под редакцией Орленко Л.П. — M.: ФИЗМАТЛИТ, 2002. — 832 c.
ISBN 5-9221-0219-2
Скачать (прямая ссылка): orlfizvzr2002.djvu
Предыдущая << 1 .. 261 262 263 264 265 266 < 267 > 268 269 270 271 272 273 .. 394 >> Следующая


Начальными условиями при решении системы являются распределения неизвестных функций р, р, Е, u,vb малой окрестности точки инициирования в момент времени to- Время to выбиралось таким образом, что энергия и масса газа, заключенного в начальной области, не превышали 0,01% от полной энергии и массы заряда. При этом начальные распределения параметров могут быть выбраны достаточно произвольно. В расчетах они принимались равными параметрам Чепмена-Жуге в точке инициирования.

Граничными условиями задачи являются:

- равенство нулю осевой и радиальной составляющих скорости газа на жесткой поверхности и оси симметрии (и = 0 при г = 0; v = 0 при z = 0);

- непрерывность давления и нормальной составляющей скорости на поверхности газового пузыря;

- параметры Чепмена-Жуге на фронте детонационной волны внутри заряда;

— соотношения динамической совместности на фронте ударной волны в воздухе.

12.5. Газовий взрыв

551

Задача о взрыве газового заряда на жесткой плоскости эквивалентна случаю детонации заряда удвоенной высоты, инициируемого в центре на оси симметрии, и позволяет ограничиться расчетами лишь в первом квадранте плоскости (r-z) (см. рис. 12.52), что повышает точность численного решения.

Система уравнений (12.136)-(12.138) решалась численно по схеме второго порядка точности типа предиктор-корректор, реализуемой в эйлеровой подвижной сетке [12.49]. Для придания расчетной области стандартной прямоугольной формы вводятся новые приведенные координаты

г z

Tp zv

где тр и zv — правая и верхняя границы подвижной сетки (рис. 12.52).

Определение параметров в узлах сетки проводится в два этапа. На первом этапе по четырем известным значениям функции / в узлах сетки на временном слое п,под которой подразумевается один из параметров течения, определяются значения функции на промежуточном слое п + 1/2 в точках с полуцелыми пространственными индексами. При этом используются следующие аппроксимации частных производных для узла сетки с индексами і +1/2, j + 1/2 (см. рис. 12.52):

О / /П+1/2 гп \

df _ \JW/2J+l/2 - Н+1/2,і+1/2) 8f _ /Д.Ц+1 - fTj+1 + fi+l,j

dt At ' ВС 2AC

°J _ Ji+l,j+l Ji+lJ 1~ Ji,j+1 JiJ

2A?

На втором этапе по найденным значениям функций в точках на полуцелом слое п + 1/2 и известным значениям функции на слое п определяются значения на п + 1 временном слое с использованием следующих аппроксимаций частных производных :

д , гп+1 тп я г fn+l/2 _ ,n+1/2 ,n+1/2 _ ,n+1/2

VJ _ Jj,j Ji,j OJ _ J»+l/2,j+l/2 Jj-l/2,j+l/2 T Jj+l/2,j-l/2 Н-\/2,]-1/2

8t At ' дя 2ДС

,n+1/2 _ ,n+1/2 ,n+1/2 _ ,n+1/2

OJ _ Ji+l/2,j+l/2 A+1/2.J-1/2 "Г Ji-l/2,j+l/2 Jj-l/2,j-l/2

di ~ 2At

Расчет параметров на оси симметрии и жесткой поверхности проводился по общей схеме с введением фиктивных узлов, параметры в которые экстраполировались из области течения с учетом граничных условий.

Особенностью расчетной сетки является наличие буферной зоны, внутренние лучи которой (Fp и F11 на рис. 12.52) связаны с лидирующими точками детонационной или ударной волн и перемещаются с соответствующими скоростями Dp и D11. Скорости Dp и Dv определяют скорости расширения расчетной сетки UpnVv.

Используемый метод численного решения задачи является сквозным и не предусматривает выделение фронтов формирующихся ударных волн и контактных разрывов. В связи с этим граничные условия на поверхности газового пузыря выполняются автоматически, а условия на фронте ударной волны заменяются граничными условиями для невозмущенного воздуха, параметры которого заносятся в крайние узлы расчетной сетки (лучи гр и zv на рис. 12.52). После расчета

552

12. Взрыв в воздухе

параметров производится корректировка их в узлах, ближайших к фронту детонационной волны в заряде, с использованием значений Чепмена-Жуге. Положение фронта ДВ в заряде определяется с помощью маркеров (MK на рис. 12.52), которые перемещаются по лучам от точки инициирования со скоростью, соответствующей местной скорости детонации заряда. Шаг по времени определяется из условия устойчивости Куранта с учетом местной скорости перемещения узлов аппроксимационной сетки, что позволяет получать устойчивое решение при числе Куранта Kr = 0,6... 0,9 и существенно сокращает полное время решения задачи. Для устранения осцилляции параметров в области значительных градиентов проводилось однопараметрическое 2% сглаживания по всей расчетной области. Оценка точности расчетов с помощью разработанного алгоритма проводилась путем решения задачи о детонации полусферического заряда на жесткой плоскости и сравнения с результатами решения одномерной задачи, которое показывает, что ошибки вычисления давления по двумерному алгоритму не превышают 10%, а импульса избыточного давления в волне — 15 %.

Детонация цилиндрических зарядов конечной длины. Широкий класс газовых зарядов хорошо аппроксимируется формой цилиндра с различным отношением высоты к радиусу (H/R). Влияние геометрических размеров цилиндрического заряда на параметры взрыва рассмотрено на примере детонации ацетилено-воздушной смеси стехиометрического состава при температуре T = 15° С. Просчитывались варианты взрыва заряда на жесткой плоскости, инициируемого в центре симметрии (см. рис. 12.52), с отношением H/R = 10/1, 4/1, 1/1, 1/4, 1/10.
Предыдущая << 1 .. 261 262 263 264 265 266 < 267 > 268 269 270 271 272 273 .. 394 >> Следующая
Реклама
 
 
Авторские права © 2010 PiroChem. Все права защищены.