Воздействие подводного взрыва на гидродинамику и характер распространения возмущений | Инженерный журнал: наука и инновации
Инженерный журнал: наука и инновацииЭЛЕКТРОННОЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ИЗДАНИЕ
свидетельство о регистрации СМИ Эл № ФС77-53688 от 17 апреля 2013 г. ISSN 2308-6033. DOI 10.18698/2308-6033
  • Русский
  • Английский
Статья

Воздействие подводного взрыва на гидродинамику и характер распространения возмущений

Опубликовано: 22.11.2017

Авторы: Сидняев Н.И., Шипилова О.А.

Опубликовано в выпуске: #11(71)/2017

DOI: 10.18698/2308-6033-2017-11-1705

Раздел: Механика | Рубрика: Механика жидкости, газа и плазмы

Представлены результаты исследования ряда проблем подводного взрыва, включая детальный анализ структуры и параметров волнового поля зарядов. Дано описание механизмов формирования широкого спектра течений при малозаглубленных подводных взрывах и их математических моделей. Проанализированы особенности трансформации ударных волн, их усиление при столкновении, проблемы формирования волн пузырьковой детонации. Показано, что характер распространения возмущения зависит от физических и химических свойств взрывчатого вещества, что форма пульсации пузыря при взрыве заряда определенной массы в значительной степени определяется глубиной воды и близостью граничных поверхностей, а большая часть начальной энергии газового пузыря при колебаниях расходуется на образование пульсации давления и турбулентное движение, возникающее вследствие быстрых радиальных и вертикальных перемещений газового пузыря. Получены уравнения движения сжимаемой жидкости в различной формулировке, что позволяет провести интегрирование внутри объема, ограниченного фронтом ударной волны и поверхностью волны разрежения, которая следует за волной сжатия на некотором удалении. Волны сжатия и разрежения пересекаются на свободной морской поверхности, в окрестности которой выполняются условия быстрого расширения. Граничные условия выведены из уравнений сохранения массы, количества движения и энергии.


Литература
[1] Кедринский В.К. Гидродинамика взрыва: эксперимент, модели. Новосибирск, Изд-во СО РАН, 2000, 435 с.
[2] Орленко Л.П. Физика взрыва и удара. Москва, Физмалит, 2006, 304 с.
[3] Подводные и подземные взрывы. Николаевский В.Н., ред. перевода. Москва, Мир, 1974, 414 с.
[4] Карлов Н.Е., Кириченко Н.А. Колебания, волны, структуры. Москва, Изд-во Физматлит, 2011, 497 с.
[5] Куликовский А.Г., Свешникова Е.И. Влияние изменения энтропии на форму ударной адиабаты квазипоперечных упругих волн. Прикладная математика и механика, 2003, т. 67, № 1, с. 88-98.
[6] Сидняев Н.И., Гордеева Н.М. Исследование ударно-волновых и гидродинамических процессов при подводном взрыве. Вопросы оборонной техники. Сер. 16. Технические средства противодействия терроризму, 2015. № 11-12, с. 66-72.
[7] Сидняев Н.И. Теоретические исследования гидродинамики при подводном взрыве точечного источника. Динамика возмущений в сплошных средах: 50 лет Научно-учебному комплексу "Фундаментальные науки" МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сб. ст. Сидняев Н.И., сост. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2013, с. 179-200.
[8] Сидняев Н.И. Гидродинамические особенности при подводном взрыве. Вопросы оборонной техники. Сер. 16. Технические средства противодействия терроризму, 2013, № 11-12, с. 70-79.
[9] Физика ядерного взрыва. В 5 т. Т. 1. Развитие взрыва. Москва, Изд-во 12 ЦНИИ МО, 2014, 832 с.
[10] Паркин В.Р., Гилмор Ф.Р., Броуд Г.Л. Ударные волны в воде с пузырьками воздуха. Подводные и подземные взрывы. Николаевский В.Н., ред. перевода. Москва, Мир, 1974.
[11] Сидняев Н.И. О воздействии подводного ядерного взрыва на военные корабли и суда. Морской сборник, 2017, т. 2039, № 2, с. 56-62.
[12] Blake J.R., Gibson D.C. Growth and collapse of vapour cavity near a free surface. J. of Fluid Mechanics, 1981, vol. 111, pp. 123-140.
[13] Song Z.J. et al. Comparisons of internal solitary wave and surface wave actions on marine structures and their responses. Applied Ocean Research, 2011, vol. 33, iss. 2, рр. 120-129.
[14] Сидняев Н.И. О разрушении военных судов при подводном взрыве. Морской сборник, 2017, т. 2038, № 1, с. 54-60.