ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Некоторые примеры волновых взаимодействий из "Ударно-волновые явления в конденсированных средах " Ударные волны и простые волны Римана составляют важный класс автомодельных ( самоподобных , не зависимых от времени) течений, на котором основываются динамические методы изучения уравнений состояния вещества. При этом диагностика измеряемых состояний основывается на решении задачи о распаде произвольного разрыва [1, 6]. Решение задачи о распаде разрыва представляет собой ко 1бинацию ударных волн и центрированных волн разрежения, распространяющихся от места первоначального разрыва и разделенных областью постоянства параметров состояния. [c.16] Анализ распадов разрывов и других волновых взаимодействий является необходимым элементом экспериментов с ударными волнами. Такой анализ проводится обычно путем параллельного построения диаграмм Ь — хчр — и. Рассмотрим некоторые типичные случаи. [c.18] На следующем этапе волна разрежения в ударнике частично переходит в преграду, однако, вследствие несовпадения динамических импедансов ударника и преграды, на поверхности их контакта происходит отражение. Разгрузка преграды происходит по траектории р, и, практически совпадающей с его ударной адиабатой. Из диаграммы видно, что при скорости вещества 2и - Ыд давление в преграде остается достаточно высоким. Отсюда можно сделать интуитивное заключение, что в результате отражения от контактной границы в ударнике образуется волна сжатия, распространяющаяся к его тыльной поверхности. При этом др/ди) О —вещество ударника вновь тормозится. Состояние р, и на контактной границе после отражения волны разрежения описывается точкой пересечения траекторий изменения состояния преграды (в волне разрежения) и ударника (в переотраженной волне сжатия) —точка 2 на рис.1.36. [c.20] В результате многократных отражений волн в преграде формируется волна разрежения со ступенчатым профилем давления — рис.1.3в. Продолжая анализ далее можно увидеть, что после выхода ударной волны в преграде на ее свободную тыльную поверхность образуется отраженная центрированная волна разрежения. В области взаимодействия встречных волн разрежения в преграде движение среды уже не описывается простой волной и изменение состояния частиц вещества не совпадает ни с одним интегралом Римана. В этом случае значения давления и массовой скорости отыскиваются на пересечении Римановых траекторий изменения состояния вдоль и С -характеристик, проходящих через рассматриваемую точку в данный момент времени. В частности, вдоль хвостовой характеристики отраженной волны разрежения в преграде изменение состояния происходит по траектории с положительным наклоном, проходящей через точку ы = 2ы,, р = 0. Вдоль хвостовой характеристики падающей волны разрежения в преграде изменение состояния происходит по траектории с отрицательным наклоном, проходящей через точку ы = О, р = 0. Из рис. 1.36 видно, что пересечение этих двух фазовых траекторий имеет место в области отрицательных давлений. [c.20] 1—х(а),р-и(6) диаграммы волновых взаимодействий и профиль давления (в) в случае соударения мягкого ударника с жесткой преградой. [c.21] Таким образом, из рассмотренных примеров видно, что отражение волн от поверхности раздела с более жесткой средой происходит с сохранением знака нагрузки (то есть волна сжатия отражается в виде волны сжатия, а волна разрежения —в виде волны разрежения), а отражение от менее жесткой среды — с изменением знака нагрузки на противоположный. [c.21] ОСНОВНОМ материале. При этом в области перед прослойкой формируется короткий отраженный импульс сжатия или разрежения в зависимости от соотношения импедансов, а сжатие вещества за прослойкой независимо от соотношения импедансов имеет ступенчатый характер до того момента, пока последние возмущения не нагонят фронт волны сжатия и не сформируют ударную волну. [c.22] Рассмотренные примеры ударно-волновых взаимодействий целесообразно дополнить кратким анализом механического действия мгновенного объемного тепловыделения, которое имеет место, например, при воздействии на преграду интенсивного импульса проникающего излучения. [c.22] Поглощение излучения в приповерхностных слоях преграды вызывает рост температуры этих слоев. Если длительность воздействия достаточно мала, так что движение поверхностей преграды не успевает заметно повлиять на процесс взаимодействия излучения с веществом, то разогрев последнего происходит практически при постоянном объеме и сопровождается ростом давления. По мере увеличения расстояния А в преграде от ее поверхности величина поглощенной энергии и, соответственно, давление изменяются. Будем для простоты примера считать, что максимум поглощенной энергии располагается в непосредственной близости от поверхности преграды, освещаемой излучением. [c.22] Так как поверхность преграды не зафиксирована, свободна, то область повышенного давления внутри нее не может существовать достаточно долго. На поверхности образуется волна разрежения, в которой происходит спад давления. С другой стороны, сама зона повышенного давления внутри преграды порождает волну сжатия, которая затем распространяется вглубь преграды. [c.22] Максимальное растягивающее напряжение достигается в сечениях, где поглощенная энергия и начальное давление равны нулю. Изменение давления со временем в различных сечениях преграды показано на рис. 1. 6г. [c.24] Таким образом, быстрое объемное энерговыделение формирует в преграде знакопеременный импульс нагрузки, амплитудные значения давления в котором равны половине максимального давления в зоне энерговыделения. [c.24] Вернуться к основной статье