Теория ударных волн элементарная

Из теории ударных волн [26, 68, 74, 75] известно, что поршень, сжимающий в цилиндре газ и. двигающийся при этом с ускорением, образует впереди себя ударную волну. При ускоренном движении поршня от него непрерывно бегут элементарные волны сжатия со скоростью, близкой к скорости звука. При сжатии газа его температура и скорость перемещения повышаются, вследствие чего скорость распространения элементарных волн возрастает. Последующие волны сжатия непрерывно нагоняют предыдущие и, сливаясь с ними, образуют ударную волну. Амплитуда (перепад давления) ударной волны зависит от скорости, достигнутой поршнем к рассматриваемому моменту времени. Чем с большим ускорением движется поршень, тем на меньшем расстоянии от него формируется ударная волна. [c.174]

Заметим, что ударная волна, достигнув днища цилиндрической трубы, отразится от него, как показано на рис. 49, б, и начнет распространяться в обратную сторону до тех пор, пока не встретится с поверхностью контакта, от которой вновь отразится, и т. д. Аналогично будут отражаться от противоположного днища трубы набегающие на него волны разрежения. Расчет отраженных волн может быть также произведен по элементарной теории. Распространение ударной волны большой интенсивности может сопровождаться, кроме того, ионизацией и диссоциацией газа за ударной волной эти явления оказывают значительное влияние на работу ударных труб. [c.157]

Например, в задаче о течении Куэтта при малом числе Маха ) принималось, что молекулы могут двигаться лишь по восьми направлениям с одинаковой по величине скоростью. В задаче о структуре ударной волны 2) дозволенными принимались шесть направлений с одинаковыми скоростями. По существу, грубые методы элементарной кинетической теории (см. 1.5 и 6.6) являются простейшими примерами применения метода дискретных координат. Для получения грубых результатов часто оказывается достаточным очень небольшое число дискретных скоростей. Однако для проведения уверенных расчетов с достаточной точностью необходимо решить огромное число совместных уравнений. [c.220]

В качестве примера рассмотрим элементарную теорию ударной трубы. Ударная труба представляет собой канал, в одной части которого содержит газ под высоким давлением, в другой части, за мембраной, давление остается малым. После разрушения мембраны процесс развивается но сценарию (рис.5.2), в котором волна разрежения образуется характеристиками второго семейства [c.70]

В отличие от задачи о распространении малых возмущений изучение явления распространения конечных по интенсивности возмущений представляет математические трудности, так как требует интегрирования нелинеари-зованных уравнений (54) гл. III. Рассмотрению этого случая будет посвящен 33 там же приводится принадлежащее Риману строгое объяснение явлений возникновения в идеальном газе ударных волн, представляющих поверхности разрыва параметров состояния газа и скорости его движения. Остановимся сначала на элементарной теории ударных волн и удовольствуемся простым качественным объяснением [c.123]

Повышение давления Аруд легко связать со скоростями и с, если рассмотреть элементарное перемещение ударной волны dx за время dt и применить к элементу трубы dx теорему об изменении количества движения. При этом получим (рис. 1.108) [c.143]

Распространение упругих однородных волн в стержнях было рассмотрено в элементарной постановке в 2.10 и 6.7. В 13.7, 13.8 были выявлены те ограничения, при которых элементарная теория применима (длинные волны) и в первом приближенни те поправки, которые нужно внести в результаты элементарной теории, относящейся к предполагаемой возможности распространения фронтов, несущих разрыв деформаций, напряжений и скоростей. Эти ограничения естественным образом снимаются, если рассматривать не волны в стержнях, а плоские волны в нолу-бесконечном теле, возникающие в том случае, когда к границе полубескопечного тела внезапно прикладывается нормальное давление или этой границе сообщается мгновенная скорость. Практически эксперименты подобного рода делаются на толстых плитах, заряд взрывчатого вещества укладывается на поверхности плиты и подрывается либо вторая плита бросается путем взрыва на первую так, что контакт возникает по всей поверхности одновременно. Создание действительно плоского фронта при этом довольно трудно, с одной стороны. С другой — измерения перемещений и скоростей возможны только на второй свободной поверхности плиты, от которой отражается приходящая ударная волна. Поэтому информация, извлекаемая из опытов подобного рода, довольно ограничена. [c.565]

Большинство экспериментаторов на протяжении двух десятилетий предполагали априори, что когда твердое тело подвергается действию сильного взрывного удара, оно ведет себя, по существу, подобно жидкости. Они сводили на нет влияние больших касательных напряжений, присутствующих в таком ударном фронте. Другое общее предположение заключалось в том, что независимо от ширины ударного фронта позади него возникает устойчивое состояние. При заданном приложенном давлении, для того чтобы получить скорость частицы, нужно предположить или продемонстрировать экспериментально, что, в отличие от отражения пластических волн от свободной поверхности, скорость частицы падающей волны на поверхности образца удваивается, как это предсказывается элементарной линейной теорией отражения удара при нормальном падении. Комбинируя измерения скорости волны и измерения максимума скорости частицы в решетке с предполагаемыми свойствами, можно расчетно получить зависимость давления от величины объема и сравнить эту зависимость с квазистатическими экспериментальными результатами Бриджмена (Bridgman [1949, И) в области пересечения уровней квазистатических давлений и давления низкой части ударной волны. [c.100]

В 5.9—5.14 в основном по работам Дж. Бейзера с соавторами дано довольно полное изложение нелинейных одномерных волновых движений для идеальных проводников сначала определены характерные скорости и области ( 5.10), затем получены соответствующие условия на скачках Ренки-на —Гюгонио ( 5.11), дана классификация возможных решений в виде ударных волн ( 5.12) и введены некоторые элементарные понятия о простых волнах ( 5.13). Качественный анализ в рамках развитой теории магнитоупругих ударных волн и простых волн дан в 5.14 для задачи о так называемом магнитоупругом поршне (решение в линейном приближении будет также получено геометрическими методами 5.8). В заключение, чтобы почувствовать некоторые особенности анализа магнитоупругой устойчивости токонесущих структур, рассмотрен классический пример растянутого проводящего стержня и токонесущих пластин. [c.266]

С конца бО-х годов наряду с методом характеристик для расчета сверхзвуковых течений в ЛАБОРАТОРИИ интенсивно развивались методы расчета нестационарных течений, а на их основе с использованием процесса установления - стационарных смешанных (с переходом через скорость звука) течений. Для таких расчетов в качестве базовой была взята монотонная разностная схема, предложенная С. К. Годуновым в 1959 г. [15] для расчета нестационарных течений. В основе численной реализации этой схемы (далее схемы Годунова -СГ) лежит решение задачи о распаде произвольного разрыва, в силу чего СГ получила название раснадной . К концу бО-х годов в аэро- и газодинамических приложениях были известны лишь единичные примеры ее применения. К тому же полученные в них результаты не отличались высоким качеством по сравнению с результатами, полученными в те годы другими методами. В противоположность этому первая же выполненная в ЛАБОРАТОРИИ работа по применению СГ ([16, 17] и Глава 7.2) к решению прямой задачи теории сопла Лаваля продемонстрировала несомненные достоинства указанной схемы. Существенным моментом для успеха применения СГ для расчета смешанных течений стало обнаружение ситуаций, при которых в задаче о распаде разрыва граница разностной ячейки попадает в волну разрежения. Такие ситуации неизбежно возникают вблизи звуковых линий при расчете смешанных течений методом установления. Однако в двумерных задачах они, снижая точность результатов, оставались незамеченными. Указанная возможность была обнаружена при решении в одномерном приближении задачи о запуске ударной трубы переменной площади поперечного сечения ([18] и Глава 7.3). Предложенный тогда же элементарный способ учета подобных ситуаций стал неотъемлемой принадлежностью любых реализаций раснадных схем. [c.115]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...