Ударные волны профиль давления

На рнс. 9-15 показаны профили давлений во фронте ударной волны для различных интенсивностей волны. Рисунок 9-16 демонстрирует влияние искусственно увеличенной вязкости смеси на структуру ударной волны. Профиль давления имеет монотонный характер. [c.261]

Во фронте второй ударной волны происходит фазовый переход в начальном состоянии А вещество находится в первой фазе, а в конечном N либо во второй, если р > рв, либо в двухфазном состоянии, если < рв (переход в этом последнем случае происходит неполностью). В силу замедленности фазового превращения фронт второй ударной волны оказывается сильно размытым, в отличие от тонкого фронта первой волны. Профиль давления в случае системы двух волн схематически изображен на рис. 11.47. С течением времени расстояние между фронтами обеих волн увеличивается, поскольку скорости их различны распределение же давления во второй волне является стационарным, и профиль во второй волне распространяется как целое. [c.587]

Уравнение (93,7) описывает распространение возмущений в слабо диссипирующей, слабо нелинейной среде. В применении к слабой ударной волне оно описывает ее распространение в системе отсчета, в которой невозмущенный газ (перед волной) неподвижен. Требуется найти решение со стационарным (не зависящим от времени) профилем, в котором вдали от волны, при jt oo, давление принимает заданные значения рг и рь разность р2 — Р есть скачок давления в разрыве ). [c.492]

В дальнейшем в движении газа наблюдается ряд новых эффектов, качественно отличающих его от автомодельного случая. Начинается вторая, поздняя, стадия движения. Давление в центре становится меньше атмосферного. Возникновение вблизи центра области разрежения влечет за собой постепенное уменьшение скорости разлета газа в промежуточной между фронтом и центром взрыва зоне, а затем и движение газа по направлению к центру. Это приводит к сильной перестройке профилей плотности, давления и скорости. В распределениях избыточного давления plp —I и скорости по радиусу возникают отрицательные фазы. Отток газа от фронта вызывает повышение плотности в средней зоне движения и резкий спад плотности к центру. Плато давления сокращается. Скорость ударной волны стремится к скорости звука в невозмущенной среде. На рис. 2.13 приведены типичные профили давления и скорости по относи- [c.70]

Ла -" Рис. 9-13. Характерная осциллограмма профиля давления во фронте ударной волны. [c.260]

Рис. 9-14. Осциллограмма профиля давления во фронте ударной волны в зависимости от радиуса пузырьков. Мад=)1,28 фо=

Рис. 9-16. Осциллограмма профиля давления во фронте ударной волны в среде с мелкими пузырями.

Рис. 4.6. Взаимодействие двух встречных ударных волн, с — Р, [Г-диаграмма б — профиль давления в момент ii.Xj, = положение контакт-

Подстановка в эти выражения уравнения (4.92) определяет распределение (профиль) давления и плотность за фронтом нестационарной ударной волны. Система уравнений (4.88) — (4.92) полностью описывает затухание ударной волны. [c.136]

Интересно отметить, что в области высоких давлений в структуре ударной волны и при больших числах Маха теория Навье—Стокса хорошо согласуется с точной ). Отметим также, что полученный в точном решении при больших М пологий профиль на стороне, обращенной к набегающему потоку, обнаружен экспериментально А. В. Ивановым ). [c.304]

Дальнейшее приближение, выходящее из рамок линейной теории, можно получить по меньшей мере для плоского и осесимметричного потока, если вместо линеаризированных воспользоваться точными уравнениями движения, пренебрегая отражением линий Маха от ударной волны. Этот метод применялся многими авторами для вычисления распределения давления на профиле. [c.57]

Рассмотрим некоторые вопросы, связанные с природой упрочнения металлов при взрывном нагружении без значительной видимой остаточной пластической деформации. Приложенное к (металлу высокое давление с большой скоростью распространяется в нем в виде ударных волн. На рис. 6 показал предполагаемый профиль ударной волны [2] (Ах — эффективная ширина фронта ударной волны). Под шириной фронта ударной волны понимают толщину тонкого слоя материала, в котором происходит переход вещества из начального состояния (Ро, ) в конечное (Р, У). Ширина этого фронта в металлах, по данным 2, 3], не больше 10 см. При этом величину объемной пластической деформации можно подсчитать по [c.8]

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]

Наряду с дискретными измерениями кинематических параметров ударных волн в физике высоких динамических давлений широко применяется непрерывная регистрация волновых профилей давления и массовой скорости вещества. Эти измерения используются для изучения упругопластических и прочностных свойств конденсированных сред, параметров фазовых переходов и химических превращений в ударных волнах. [c.27]

Описанный метод использовался, в частности, для измерений профилей давления в цилиндрических вставках, расположенных на оси детонирующего заряда ВВ [37]. В этих условиях детонационная волна, скользящая вдоль образующей цилиндра, возбуждает в нем коническую сходящуюся ударную волну. Отражение конической ударной волны на оси цилиндра имеет нерегулярный характер и сопровождается образованием вогнутого Маховского диска [38]. На некотором расстоянии процесс стабилизируется — в цилиндрической вставке образуется стационарная ударно-волновая конфигурация, имеющая форму, близкую к усеченному конусу, и распространяющуюся со скоростью детонации заряда ВВ. [c.59]

Измерения профилей давления при нерегулярном отражении конической ударной волны проведены в цилиндрических вставках из оргстекла, размещенных на оси зарядов из гексогена. Схема измерений показана на рис.2.11. Чувствительные элементы датчиков выполнялись в виде незамкнутых колец и располагались в образце коаксиально с тем, чтобы обеспечить синхронность нагружения. Результаты измерений, представленные на рис.2.12, показали, что, в отличие от классического режима нерегулярного отражения сильных ударных волн, волновая конфигурация в данном случае не содержит отраженной ударной волны. [c.59]

Датчик устанавливается на поверхность образца. Ударная волна в образце переходит через контактную поверхность в датчик и вызывает появление в нем упругой волны соответствующей амплитуды, профиль которой отражает структуру волны в образце. Упругая волна в кварце вызывает диэлектрическую поляризацию материала. Индуцированный поляризацией заряд стекает с обкладок через сопротивление нагрузки —во внешней цепи появляется ток, сила которого примерно пропорциональна мгновенной разности механических напряжений на противоположных поверхностях датчика. Основное соотношение для связи между регистрируемым сигналом и давлением на контактной поверхности между датчиком и образцом есть [42] [c.61]

Иными словами, затухание ударной волны происходит в (О + Ьи)/Ьи раз медленнее, чем спад параметров за ее фронтом. На уровне давлений порядка сотен килобар отношение между градиентами равно примерно 2 — 5, то есть регистрация эволюции ударной волны в преграде допускает использование менее быстродействующей методики для измерения с высоким разрешением волнового профиля на контактной границе. Среди различных методов измерения затухания ударной волны следует выделить два наиболее точных, получивших практическое применение для решения ряда исследовательских задач. [c.73]

Если ширина ударной волны пренебрежимо мала, То профиль давления на контактной границе можно считать прямоугольным и, с учетом т = 28/с ,, два последних соотношения дают [c.96]

На рис.3.15 приведены профили сжимающего напряжения р алюминии АД1, полученные методом манганиновых датчиков в условиях нагружения образцов алюминиевыми ударниками толщиной 5 мм со скоростью 595 м/с и толщиной 4 мм со скоростью 1500 м/с [38]. Измерения оптимизировались на надежную регистрацию профилей при высоких давлениях, поэтому упругие предвестники ударных волн оказались за пределами разрешимости манганиновых датчиков. На профилях о ) довольно четко выделяется [c.99]

Соответствующие измерения были проведены с образцами меди и нержавеющей стали [И]. Плоская ударная волна приблизительно треугольного профиля вводилась в образец через толстый слой парафина. С использованием манганиновых датчиков на контактной границе между парафином и образцом измерялись профили давления. Схема и осциллограммы опытов показаны на рис.5.9 соответственно для меди и нержавеющей стали. На осциллограммах фиксируется приход ударной волны на контактную границу, затем относительно медленный спад давления под действием волны разгрузки, распространяющейся вслед за ударным скачком, и дополнительный быстрый спад давления 1 — 2 с приходом на контактную границу отраженной волны разрежения от свободной поверхности образца. [c.166]

Динамическая прочность стекла. Результаты измерений профилей скорости свободной тыльной поверхности образцов стекла К19 [40] при различных скоростях удара показаны на рис.5.31. Стекло не имеет четко выраженного динамического предела упругости, поэтому по известным данным трудно выделить момент перехода к неупругому деформированию в волне сжатия. По-видимому, этому переходу соответствует на профилях W(t) интервал скоростей 800—1100 м/с. В импульсах с меньшей амплитудой наблюдается образование ударной волны разрежения, что свидетельствует об обратимом ходе изменения скорости звука с давлением и подтверждает аномальную сжимаемость стекла в упругой области. При W 1200 м/с фиксируется увеличение крутизны верхней части [c.203]

Прямая регистрация волновых профилей дает значение напряжений за фронтом первой пластической волны сжатия и перед фронтом ударной волны разрежения в железе, соответствующих началу прямого и обратного переходов а о е, равные 12,6—14 и 12,3 0,4 ГПа [10]. Следует отметить малую (по сравнению со статическими экспериментами [И]) величину гистерезиса давлений начала полиморфных превращений. Уменьшение гистерезиса можно объяснить переходом материала после ударного сжатия в вязкоупругое состояние. В результате внутренние напряжения, появляющиеся в матрице при образовании зародышей новой фазы, быстро релаксируют и не препятствуют развитию превращения. Наложение двух релаксационных процессов — полиморфного превращения и пластической деформации — затрудняет определение кинетики фазового перехода. Сопоставление с данными опытов при пониженных амплитудах нагрузки, а также с анализом динамики процесса по результатам регистрации профилей скорости свободной поверхности дает основание считать, что затянутый спад параметров перед ударной волной разрежения связан, главным образом, с вязкоупругим поведением материала. [c.233]

Согласно интерферометрическим измерениям профилей массовой скорости в ударной волне [12], превращение, по-видимому, не завершается при давлении 15,7 ГПа и проходит полностью при давлении 17,3 Ша. В квазистатических условиях [13] фаза низкого давления в железе не фиксируется рентгеноструктурным анализом при давлениях 16,5 Ша и выше. Крутизна второй пластической волны, определяемая скоростью превращения, нарастает с увеличением давления ударного сжатия [12]. Согласно этим измерениям, скорость превращения возрастает примерно линейно от [c.233]

Если атвор закрывается (открывается) не мгновенно, что в реальных условиях всегда имеет место, то давление (напор) нарастает (убь ает) также постепенно. При этом профиль образу-юш,ейся первкчной ударной волны (профилем волны называют график распределения напора или давления вдоль трубы в фиксированные моменты времени) зависит как от закона закрытия затвора, так и от закона истечения через него. Рассмотрим случай, когда затвор закрывается не мгновенно, но достигает полного закрытия за время Г < 6. Так как условие прямого удара соблюдено, [c.202]

Регистрация профилей ударных волн датчиками давления. Регистрация напряжений в материале при ударном нагружении осуществляется по различным методикам, основанным на применении разного рода датчиков, которые реагируют на изменение термодинамических (давление, плотность, температура) параметров при ударном сжатии. Вопросы конкретного использования различных датчиков определяются объектами исследований (металлы, неметашпл), их физическими характеристиками (электрическая пророди-мость, импеданс), геометрией, диапазоном давлений, длительностью процесса и др. Наиболее широко используют кварцевый, манганиновый и диэлектрический датчики. [c.306]

Таким образом, непрерывное течение начиная с некоторого момента становится невозможным. Возникает вопрос как описывать такое течение в рамках механики сплошной среды. Поступают следующим образом вводится поверхность разрыва — ударная волна. При распространении волн сжатия конечной амплитуды профиль волны за счет сил давления стремится сделаться как можно круче. В то же время за счет диссипативных процессов профиль сглаживается. В результате действия этих факторов возникает зона с резким изменением параметров, которая разделяет две области среды возмущенную и невозму-щенную, — зона ударного перехода. В этой зоне градиенты величин, характеризующих состояние газа — плотности, давления, скорости, — очень велики. Протяженность ударного перехода в газах составляет несколько длин свободного пробега молекул. Для расчета зоны ударного перехода уравнения механики сплошной среды неприменимы, необходимо пользоваться молекулярно-кинетическими представлениями. [c.17]

Рис. 9-15, Осциллограмма профиля давления во фронте ударной волны в зависимости от иитенсивности волны. Ro= = 0,075 см фо=0,99-10-2. а-М -1,17 б-М - 1,33.

Основные результаты. Расчеты показали наличие двух стадий динамики паровой оболочки осцилляционной непосредственно после того, как частица покидает фронт ударной волны, и монотонной, наступающей после выравнивания давления в жидкости и паре (с учетом капиллярного эффекта). При этом происходит значительное уменыпение скорости фазового перехода, скорости границы пузырька и скоростей среды в паровой и жидкой фазах и сглаживание профиля температуры. В вариантах численных расчетов для железных и медных частичек в воде, в которых рх/ро варьировалось от 0.8 до 2.0, Го/Ко — от 0.5 до 1.0, Тоо/Тз ро) — от 0.75 до 1.0 (ро = 1 бар, Ко = 2 мм, Тз(ро) = 373 К), переход из осцилляционной стадии в монотонную производил при (7 10) н<, где = Ко/и о1=ро/р1. [c.718]

Контактный разрыв движется со. скоростью U3. Область, заключенная между фронтами ударных волн Х2 — хз, представляет собой область ПОСТОЯ1ННОГО течения, разделенную контактным разрывом. Профиль давления на момент времени ti показан на рис. 4.6, б. [c.128]

Внешний однородный поток со скоростью Uос, плотностью рс , давлением Рсх> И температурой Too проходит сквозь головную ударную волну на передней острой кромке профиля и только после этого встречается с внешней границей пограничного слоя у = 6 х), на которой значения скорости, плотности, давления и температуры соответственно равны пв, Рб, Ре и Гб. Область потока между головной ударной волной и внешней границей пограничного слоя обычно называют ударным слоем. Для оценки порядков величин толщины пограничного слоя б и отношения давлений Рб/р< pip ос отвлечемся от завихренности потока в ударном слое и, согласно обычной прандтлевской схеме положим (черта над буквой означает среднее по сечению слоя значение величины) [c.703]

Линейная теория обтекания тел сверхзвуковым потоком оказалась эффективным средством в решении ряда важных задач, выдвигавшихся практикой, хотя и могла быть использована лишь для анализа течений около тонких тел 330 и при малых углах атаки. Эта теория, основанная на предположении малости возмущений, не позволяла исследовать такие свойства действительного ното-ка, как образование ударных волн, непостоянство скорости звука в потоке, перенос возмущений с местной скоростью звука и т. д. Чтобы учесть влияние хотя бы одного из этих факторов, необходимо пользоваться точными нелинейными уравнениями газовой динамики, а при приближенном решении таких уравнений применять высшие приближения. Некоторые нелинейные задачи сверхзвуковой аэродинамики рассмотрены Ф. И. ФранклемиР. Н. Алексеевой (1934), А. Буземаном (1935), построившим приближение второго порядка для распределения давлений по поверхности тела, К. Фрид-рихсом (1948), распространившим метод Буземана на случай сверхзвукового обтекания профиля со скачками уплотнения. [c.330]

В этой ситуации соображение подобия, которое я предложил и назвал правилом околозвукового подобия, окажет хорошую услугу, поскольку оно позволяет перенести экспериментальные результаты от одного случая к другому [18]. Предположим, что у пас есть два тонких профиля крыла, которые геометрически подобны в том смысле, что опи стали бы идентичными, если изменяется масштаб толщины. Например, можно сравнить два профиля крыла одно 3-х процентной, а другое 6-нроцентпой максимальной толщины распределепие ординат, выраженное па основе максимальной ординаты, является тождественным. На основе рассмотрения уравнений движения течения установим, относительно двумерного течения, что структура потока должна быть подобна, если отношение / 1 — М имеет одинаковое значение, где I — максимальная относительная толщина, а М — число Маха. Следовательно, если у пас есть величина распределепия давления, коэффициент подъемной силы или коэффициент лобового сопротивления для одного из профилей крыла как функций числа Маха, мы сможем рассчитать соответствующие величины для других подобных профилей крыла с различной относительной толщиной. Прогнозы на основании правила подобия очень хорошо соответствуют экспериментам. Установлено также, что правило подобия приблизительно верно, даже если в течении появляются относительно слабые ударные волны. [c.134]

Однако формы профиля в начальном оторвавшемся вязком слое очень важны для определения величины донного давления при ламинарном течении [51, 52], следовательно, для усовершенствования метода Чепмена требуется рассмотреть начальный пограничный слой. Несовершенство таких методов, как методы Крокко — Лиза [10] и Корста [30], заключается главным образом в допущении, что возрастание давления, необходимое для замыкания области отрыва, можно приравнять к разности между донным давлением и конечным восстановленным давлением на значительном удалении вниз по потоку. Его следует приравнивать либо к давлению в окружающем невозмущенном потоке, либо к несколько меньшему давлению, чтобы учесть потери при прохождении внешнего потока через замыкающий скачок. Это означает, что точка замыкания области отрыва лежит в области максимального давления, однако, согласно экспериментальным исследованиям сверхзвукового донного течения [10. 25, 34] и взаимодействия ударной волны с пограничным слоем [26. 27. 29], точка нулевого вязкого напряжения, т. е. точка замыкания области отрыва, расположена ближе, чем точка максимального давления. При дозвуковых скоростях замыкание области отрыва происходит в точке, где местное статическое давление превосходит давление во внешнем потоке. Исследование донного давления требует введения дополнительного параметра, а именно отношения приращения давления при замыкании области отрыва к разности между статическим давлением во внешнем потоке и донным давлением. Если обратиться, в частности, к теории Корста 130] (хотя его метод расчета подтверждается наблюдениями и в Пришвине по- [c.71]

Рис.2.12. Ре.зультаты измерений профилей давления при нерегулярном отражении конической ударной волны в плексигласовых цилиндрах, размещенных па оси зарядон из гексогена.

Время нарастания параметров во фронте ударной волны быстро уменьшается с ростом давления ударного сжатия и выходит за пределы разрешающей способности современных методов регистрации волновых профилей. Анализ преломления света во фронте ударной волны в прозрачных диэлектриках [33] показал, что ширина фронта довольно сильной ударной волны может бьггь меньше [c.94]

При выполнении измерений было замечено, что манганиновые датчики давления испытывают удлинение при прохождении через них импульса сжатия в стекле. Удлинение датчиков наблюдалось во всех опьггах, кроме тех, где измерения проводились на входе ударной волны в стеклянный образец (Л = 0). Моменты начала заметного удлинения датчиков отмечены на приведенных профилях ст (0- Для разделения вкладов давления и деформации пьезорезксторов в приращение их сопротивления проводились измерения с применением одновременно манганиновых и константановых датчиков. [c.110]

Рнс.6.1. Расщепление ударной волны и образование ударной волны разрежения в веществе, претерпевающем обратимое превращение с изменением объема, а—ударная адиабата, б— профиль давления в импулы е ударного сжатия. [c.230]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...