WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 40 | 41 || 43 | 44 |   ...   | 46 |

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (коды проектов 08-08-00297, 08-01-00032), Федерального агентства по науке и инновациям (НШ 319.2008.1), Программ фундаментальных исследований Президиума РАН и ОЭММПУ РАН.

Левин В. А., Мануйлович И.С., Марков В. В. ИНИЦИИРОВАНИЕ ДЕТОНАЦИИ ПРИ ВРАЩЕНИИ И ДЕФОРМИРОВАНИИ СТЕНОК КАНАЛА В. А. Левин1, И. С. Мануйлович1, В. В. МарковИнститут механики Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова Математический институт им. В.А. Стеклова РАН, Москва Попытки практического использования детонации в двигателях и других разнообразных энергетических устройствах поставили перед исследователями ряд проблем. Среди этих проблем наиболее важной представляется задача инициирования детонации в ограниченном пространстве. Одним из возможных механизмов инициирования детонации является воздействие на горючую смесь подвижных стенок камеры сгорания подобно тому, как это происходит при инициировании детонации поршнем. Реализовать данный механизм можно, например, при вращении. Для оценки возможности инициирования детонации в этом случае рассмотрено течение горючей смеси внутри и вне вращающегося эллиптического цилиндра, заключенного в круговой цилиндр. Определены значения критических параметров, при которых формируется детонация. На базе гипотезы плоских сечений предложен способ оценки параметров в трехмерных каналах винтовой формы. Исследование проводится в рамках одностадийной кинетики горения стехиометрической пропановоздушной смеси. Используется численный метод, основанный на схеме Годунова с подвижной расчетной сеткой. Получена детальная картина течения, позволяющая выявить особенности возникновения детонации при движении границ области, содержащей горючую смесь. Рассмотрено инициирование детонации в замкнутой плоской камере сгорания, уменьшающейся со временем в размерах. Как и в предыдущей задаче, использование гипотезы плоских сечений позволяет сделать выводы об инициировании детонации в сверхзвуковых потоках в сужающихся каналах с различной формой поперечного сечения. Исследован процесс инициирования детонации внутри цилиндрического канала вращающимися параболическими “лепестками”, равномерно распределенными вдоль границы цилиндра или выходящими из его центра. Угловая скорость вращения либо задается как функция времени, либо рассчитывается в процессе решения с учетом момента сил давления и момента инерции. Установлены критические условия формирования детонации. Получена и исследована сложная волновая картина течения с кумуляцией в центре цилиндра. Рассмотрен механизм инициирования детонации в прямоугольном и цилиндрическом боксе, боковая стенка которого является гибкой мембраной, имеющей форму параболы, испытывающей гармонические колебания. Найдены критические условия по частоте и амплитуде колебаний мембраны, определяющие инициирование детонации. Исследование проводится с помощью оригинального вычислительного комплекса, предназначенного для решения широкого круга задач нестационарной динамики газообразных горючих смесей.

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (коды проектов 08-08-00297, 08-01-00032), Федерального агентства по науке и инновациям (НШ 319.2008.1), Программ фундаментальных исследований Президиума РАН и ОЭММПУ РАН.

Левин В. А., Мануйлович И.С., Марков В. В. ОСОБЕННОСТИ ИНИЦИИРОВАНИЯ И РАСПРОСТРАНЕНИЯ ДЕТОНАЦИИ В НЕОДНОРОДНОЙ ГАЗОВОЙ СМЕСИ В. А. Левин1, И. С. Мануйлович1, В. В. МарковИнститут механики Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова Математический институт им. В.А. Стеклова РАН, Москва В связи с развернувшимися во всем мире исследованиями по использованию детонации в двигателях возникает необходимость более детального исследования фундаментальных проблем теории детонации. При этом основным и, по-видимому, единственным методом получения информации является вычислительный эксперимент, базирующийся на адекватных физико-математических моделях и численных алгоритмах, выверенных в сравнении с экспериментальными данными. Без рассмотрения многомерных быстропротекающих процессов невозможно решить задачи, связанные с разработкой эффективных энергетических устройств нового поколения. В настоящей работе рассмотрены некоторые проблемы детонации, которые возникли при решении прикладных вопросов. Исследование проводится на оригинальном вычислительном комплексе, основанном на схеме Годунова и предназначенном для решения широкого круга двумерных задач нестационарной динамики реагирующих газов. Используется одностадийная кинетика горения. Приведены данные по распространению ударной волны в канале с препятствиями, образованными решетками различных размеров и конфигураций. Исследовано явление ускорения фронта пламени, обусловленное его неустойчивостью как поверхности разрыва плотности. Рассмотрены задачи об инициировании детонации в сверхзвуковом потоке и неподвижной стехиометрической пропановоздушной смеси, заполняющей плоский (осесимметричный) канал в поперечном направлении частично или полностью. Инициирование в потоке происходит за счет уступа (центрального тела) или стенки, полностью перекрывающей канал, а в неподвижном газе электрическим разрядом. Определены критические условия возникновения детонации и обнаружен неизвестный галопирующий режим детонации в неоднородной поперек канала смеси, когда горючая смесь находится в пристеночном слое (в струе около оси симметрии) под слоем инертного газа. Он обусловлен формированием волновой структуры течения, при которой ударная волна, формирующаяся в слое инертного газа, проникает в слой горючего перед волной детонации и поджигает его. Процесс имеет периодический характер, отличный от обычной ячеистой детонации в однородной среде. Кроме этого режима реализуются еще два: один со стационарной волной на уступе (центральном теле), а другой со стационарным волновым комплексом, распространяющимся ко входу в канал. Эти режимы наблюдаются и при втекании горючей смеси по всему входному сечению. Получены критические значения скорости набегающего потока, разделяющие различные режимы.

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (коды проектов 08-08-00297, 08-01-00032), Федерального агентства по науке и инновациям (НШ 319.2008.1), Программ фундаментальных исследований Президиума РАН и ОЭММПУ РАН.

Лейцин В. Н., Дмитриева М. А. ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННЫЕ ФАКТОРЫ РАЗВИТИЯ ПОВРЕЖДАЕМОСТИ КОМПОНЕНТОВ В ПРОЦЕССЕ УДАРНОГО СИНТЕЗА В. Н. Лейцин, М. А. Дмитриева Российский государственный университет им. И. Канта, Калининград На основе подхода, сочетающего элементы дискретных и континуальных представлений [1] развита модель физико-химических процессов в ударно-нагруженных реагирующих ультрадисперсных порошковых смесях. Математическая модель представляется совокупностью нестационарных задач теплового баланса, ударной модификации порошкового материала, вынужденной фильтрации, макрокинетики химических превращений. Базовая концепция моделирования дополнена учетом неоднородности пластического деформирования порошковых частиц; инкубационных времен фазовых переходов; кинетики развития повреждаемости порошковых компонентов в процессе динамического деформирования. Термомеханическое состояние и фазовый состав реагирующей среды рассматриваются одновременно на макро- и микроскопических уровнях. Рассматривается иерархия пространственно-временных структур неравновесных физико-химических процессов, приводящих к формированию наноструктуры продукта синтеза, запуску и реализации сверхбыстрых химических реакций в реагирующих порошковых смесях на фронте ударного импульса. Моделирование процессов ударной модификации реагирующей порошковой среды проводится с использованием энергетического подхода. Считается, что в процессе ударного перехода запасенная энергия ударного импульса диссипирует по различным механизмам, смена которых для каждого компонента смеси в каждом микрослое моделируется поэтапно. Представляется, что на первом этапе всегда реализуется сферически-симметричный механизм схлопывания пор. Первый этап характеризует стационарный процесс упругопластического уплотнения пористого порошкового компакта.

При этом учет существования инкубационного времени разрушения, мгновенной и текущей повреждаемости материала частиц порошковой смеси, позволяет адекватно моделировать процесс на фронте ударного импульса. Для каждого материального компонента первый этап завершается при достижении предельного значения деформации. На последующих этапах уплотнения энергия ударного импульса расходуется на разрушение поверхностных слоев частиц и реализацию нестационарных режимов. Для учета кинетики развития повреждаемости порошковых компонентов в процессе динамического деформирования модель порошковой среды [1] уточнена введением структурно-временного критерия [2]. Он позволяет ввести в рассмотрение дискретность процесса динамического разрушения и характеризуется инкубационным временем разрушения, которое имеет физический смысл характерного времени релаксации при микроразрушении, предшествующем макроскопическому разрыву материала.

Разделяются мгновенная составляющая повреждаемости частиц реагирующих компонентов на фронте ударного импульса и повреждаемость материала, накопленная за инкубационное время. Такой подход позволяет рассматривать “стартовый” и текущий уровни ударной активации реагирующих порошковых компонентов.

Интенсивное механическое воздействие на порошковое тело приводит к его модификации за счет изменения структуры порошкового тела (уплотнение и как следствие уменьшение размера реакционной ячейки, повышение коэффициента теплопроводности), пластической деформации, разрушения оксидных и адсорбированных слоев на поверхности частиц. Следствием этих процессов является изменение реакционной способности реагирующей смеси механическая активация.

Исследовалось влияние размера частиц реагирующих компонентов на характеристики физико-химических превращений. Моделировался процесс ударного синтеза в порошковом компакте Ni-Al. NiAl, предварительно спрессованном до значения среднего относительного Майер А. Е., Красников В. С., Яловец А. П. объема пор 0.4, характеризующийся дисперсией концентрации алюминия 0.014, под действием ударного импульса с амплитудой 2 ГПа и длительностью 1 мкс.

В результате вычислительных экспериментов выявлено влияние пространственно-временных факторов развития повреждаемости на кинетику физико-химических процессов.

Список литературы 1. Лейцин В. Н., Дмитриева М. А. Моделирование механохимических процессов в реагирующих порошковых средах. Томск: Изд-во НТЛ, 2006.

2. Каштанов А. В., Петров Ю. В. Энергетический подход к определению уровня мгновенной поврежденности. ЖТФ. 2006. Т. 76. № 5. С. 71–75.

МОДЕЛЬ ДИНАМИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ КАРБИДА КРЕМНИЯ В. В. Литвенко1, Л. А. Мержиевский1,Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, Новосибирск Новосибирский государственный университет В процессе ударного сжатия карбид кремния претерпевает полиморфные фазовые превращения. Для описания такого его поведения сформулирована модель, базирующаяся на максвелловских представлениях об упруговязком поведении деформирующихся сред. Для замыкания модели построено уравнение состояния при нешаровом тензоре деформации и зависимость времени релаксации касательных напряжений и объёма в процессе фазовых переходов. Построение замыкающих соотношений основывается на учете и описании микроструктурных механизмов необратимого деформирования и фазовых переходов. Решен ряд задач ударно-волнового деформирования, результаты решения сопоставляются с существующими экспериментальными данными. Это позволяет апробировать модель и установить границы её применимости.

Pабота выполнена при поддержке Интеграционного проекта СО РАН № 115 и гранта Президента РФ № НШ-5770.2010.1.

КИНЕТИКА ДЕФЕКТОВ, ПЛАСТИЧНОСТЬ И РАЗРУШЕНИЕ МЕТАЛЛОВ ПРИ БОЛЬШИХ СКОРОСТЯХ ДЕФОРМАЦИИ А. Е. Майер1, В. С. Красников1, А. П. ЯловецЧелябинский государственный университет Южно-Уральский государственный университет, Челябинск Пластичность и разрушение играют существенную роль в реакции металлов на интенсивное воздействие, такое как высокоскоростной удар, облучение интенсивными потоками электронов, ионов и лазерного излучения. В настоящее время при моделировании пластичности и разрушения в основном используются эмпирические модели. Такие модели содержат большое количество параметров, которые могут зависеть как от термодинамического состояния среды, так и от скорости деформации.

В данной работе пластичность и разрушение рассматриваются как результат образования и движения дефектов дислокаций и микротрещин. Система уравнений механики сплошной Мали В. И. среды дополняется уравнениями кинетики дефектов, что позволяет сократить число эмпирических параметров и учесть зависимость процесса развития пластичности и разрушения от скорости деформации. Описание кинетики и движения дислокаций основано на известных результатах [1, 2] и осуществлено в рамках континуальной теории дислокаций [1]. Для микротрещин записано уравнение нуклеации на базе термофлуктуационного подхода и, при помощи лагранжева формализма, уравнение роста. Влияние кинетики дефектов на движение материала учтено через тензор пластической деформации и тензор деформации, связанной с ростом микротрещин. Эти тензоры рассчитываются через характеристики ансамбля дефектов: скалярную плотность дислокаций, концентрацию и размер микротрещин.

Проведено моделирование экспериментов по высокоскоростному удару [3] и облучению металлов сильноточным релятивистским потоком электронов [4], получено соответствие расчетных и экспериментальных данных по динамике упругого предвестника и разрушению.

Показана возможность откольного разрушения облучаемой поверхности при воздействии субнаносекундных импульсов электронного облучения.

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (код проекта 09-08-00521).

Список литературы 1. Kossevich A. M. The Crysstal Lattice: Phonons, Solitons, Dislocations. Berlin: WILEY-VCH Verlag, 1999.

2. Hirth J., Lothe J. Theory of Dislocations. New York: Wiley, 1982.

3. Канель Г. И., Фортов В. Е., Разоренов С. В. Ударные волны в физике конденсированного состояния. УФН. 2007. Т. 177. № 8. С. 809–830.

4. Марков А. Б., Кицанов С. А., Ротштейн В. П. и др. Динамическое разрушение меди при воздействии релятивистского сильноточного электронного пучка. Известия вузов. Физика. 2006. № 7, C. 69–74.

Pages:     | 1 |   ...   | 40 | 41 || 43 | 44 |   ...   | 46 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.