Математическое моделирование высокоскоростного взаимодействия металлических пластин в рамках двухжидкостного Эйлерова подхода

Разработана многожидкостная математическая модель для расчета высокоскоростного соударения металлических пластин. Каждый из материалов – сталь, из которой состоит одна пластина, свинец, из которого состоит другая, и окружающий воздух – считается сжимаемым жидкостями. Решаются уравнения типа Баера-Нунциато. Определяющая система уравнений имеет гиперболический тип, для ее численного решения используется метод HLL. Постановка задачи соответствует натурному опыту. Свинцовая пластина метается в направлении стальной со скоростью 500 м/с. Обе пластины имеют свободные границы. В расчетах получены основные характеристики процесса – формирование ударных волн, их движение к свободным границам пластин, отражение в виде волн разрежения, взаимодействие волн разрежения с контактной границей металлов. Относительная погрешность параметров ударных волн по сравнению с известными расчетно-экспериментальными данными – не более %7. Получена оценка ускорения контактной границы пластин при прохождении через нее волны разрежения от свободной границы стальной пластины. Библ. 14. Фиг. 2. Табл.2.

Ключевые слова

высокоскоростной удар, ударная волна, волна разрежения, трехжидкостная модель, математическое моделирование, гиперболическая система уравнений, метод HLL

Источник финансирования

Работа выполнена в ИАП РАН при финансовой поддержке РНФ (грант № 17-11-01293).

Получено

27.10.2018

Дата публикации

28.10.2018

Кол-во символов

1085

Цитировать Скачать pdf Для скачивания PDF необходимо авторизоваться

ГОСТ	Уткин П. С. , Фортова С. В. Математическое моделирование высокоскоростного взаимодействия металлических пластин в рамках двухжидкостного Эйлерова подхода // Журнал вычислительной математики и математической физики – 2018. – Tом 58. – Номер 8 C. 90-96 [Электронный ресурс]. URL: http://ras.jes.su/zvmmf/s207987840001235-7-1 (дата обращения: 29.04.2024). DOI: 10.31857/S004446690002011-3
MLA	Utkin, P., Fortova, S. "Mathematical modeling of high-speed interaction of metal plates in the framework of the two-fluid Euler approach." Zhurnal vychislitelnoi matematiki i matematicheskoi fiziki 58.8 (2018):90-96. DOI: 10.31857/S004446690002011-3
APA	Utkin P., Fortova S. (2018). Mathematical modeling of high-speed interaction of metal plates in the framework of the two-fluid Euler approach. Zhurnal vychislitelnoi matematiki i matematicheskoi fiziki 58(8), pp.90-96 DOI: 10.31857/S004446690002011-3

Размещенный ниже текст является ознакомительной версией и может не соответствовать печатной.

всего просмотров: 1254

Оценка читателей: голосов 0

1. Фортова С.В., Крагинский Л.М., Чикиткин А.В., Опарина Е.И. Программный пакет для решения гиперболических систем уравнений // Матем. моделирование 2013. Т. 25. № 5. С. 123.

2. Белоцерковская М.С., Пронина А.П., Фортова С.В., Шепелев В.В. Применение программного комплекса Turbo Problem Solver для решения некоторых задач газодинамики // 2016. Т. 56. № 6. С. 1185. Ж. вычисл. матем. и матем. физ.

3. Яковлев И.В. Неустойчивость границы раздела соударяющихся поверхностей металлов // ФГВ. 1973. Т. 9. № 3. С. 447. Физ. горения и взрыва

4. Белоцерковский О.М., Фортова С.В., Трошкин О.В., Пронина А.П., Ериклинцев И.В., Козлов С.А. Численное моделирование высокоскоростного столкновения металлических пластин // Матем. моделирование 2016. Т. 28. № 2. С. 19.

5. Fortova S.V., Shepelev V.V., Pronina A.P., Utkin P.S. Three-dimensional numerical simulation of the instability of the interface between two high-speed colliding metal plates // J. Phys.: Conf. Ser. 2016. V. 774. Paper 012028

6. Godunov S.K., Deribas A.A., Zabrodin A.V., Kozin N.S. Hydrodynamic effects in colliding solids // J. Comp. Phys. 1970. V. 5. P. 517.

7. Годунова С.К., Забродин А.В., Иванов М.Я., Крайко А.Н., Прокопов Г.П. Численное решение многомерных задач газовой динамики. М.: Наука, 1976

8. Демченко В.В., Сергеев В.А. Неустойчивость поверхности соударения при высокоскоростном ударе // Известия РАН. Механ. жидкости и газа. 2003. № 6. С. 11

9. Годунов С.К., Киселев С.П., Куликов И.М., Мали В.И. Численное и экспериментальное образование волн при сварке взрывом // Тр. МИАН. 2013. Т. 281. С. 16

10. Fortov V.E., Kim V.V., Lomonosov I.V., Matveichev A.V., Ostrik A.V. Numerical modeling of hypervelocity impacts // Int. J. Impact Eng. 2006. V. 33. P. 244

11. Городничев К.Е., Захаров П.П., Куратов С.Е., Меньшов И.С., Сережкин А.А. Развитие возмущений при ударном воздействии неоднородной по плотности среды // Матем. моделирование. 2017. Т. 29. № 3. С. 95.

12. Saurel R., Abgrall R. A multiphase Godunov method for compressible multifluid and multiphase flows // J. Comp. Phys. 1999. V. 150. P. 425

13. Fortov V.E., Khishchenko K.V., Levashov P.R., Lomonosov I.V. Wide-range multi-phase equations of state for metals // Nucl. Instr. Meth. Phys. Res. A. 1998. V. 415. P. 604.

14. Shock wave database. Электронный ресурс, режим доступа: http://www.ihed. ras.ru/rusbank/ (дата доступа 08.01.18).