Ударный фронт структура

С помощью интерферометра можно исследовать физическую картину газовых течений. Интерференционная картина обтекания модели или поля свободного потока дает возможность определить распределение плотности, форму ударного фронта, структуру ударного слоя и его толщину, найти зависимости параметров потока От формы и характерного размера модели и т. д. [118]. [c.152]

Примем предположение, что ударный фронт в мягких насыщенных средах формируется возмущениями, приносимыми звуковыми волнами I рода. При этом структура фронта ударной волны будет определяться условием равенства фазовых напряжений, п для ее изучения воспользуемся системой уравнений X. А. Рахматулина (3.26) с учетом, однако, в выражении для силы межфазового взаимодействия дополнительного члена, пропорционального квадрату относительной скорости движения фаз. [c.143]

Хорошо известные экспериментальные наблюдения показывают, что в течении газа могут существовать поверхности, при переходе через которые величины давления и плотности резко меняются. Доводы физического и математического характера в пользу существования таких поверхностей — скачков, или ударных волн,—также хорошо известны и освещены в широком круге работ по газовой динамике. За недостатком места мы этого обоснования не приводим ). Данная глава посвящена основным теоретическим результатам исследования задачи об ударных волнах. Будут выведены, в частности, соотношения на ударном фронте, установлены некоторые простые свойства ударных волн и описана их структура. [c.172]

Ударный слой. В реальных газах прохождение частицы через ударный фронт представляет собой не мгновенный процесс, в котором состояние частицы меняется скачком из состояния перед фронтом в новое состояние за фронтом, а быстрый переход из одного состояния в другое в некоторой узкой области, или ударном слое. В этой области движение не может быть описано уравнениями движения идеальной жидкости, и, следовательно, возникают некоторые сомнения относительно справедливости предыдущего вывода соотношений Ренкина—Гюгонио. В силу этого вопрос о структуре ударного слоя представляет значительный интерес и ему посвящаются многочисленные исследования. Изучение ударного слоя позволяет глубже понять природу ударных волн, дает некоторую информацию о толщине ударного слоя и приводит к более обоснованному выводу соотношений Ренкина — Гюгонио. Кроме того, сравнивая полученные результаты с экспериментом, мы можем выяснить границы применимости уравнений Навье — Стокса. Из соображений [c.186]

Разрешающая способность яркостного метода [20] ограничивается временем образования слоя непрозрачного материала за фронтом ударной волны в преграде-индикаторе и улучшается с ростом давления ударного сжатия. Кроме того, временное разрешение улучшается с уменьшением размеров контролируемой области на ударном фронте вследствие снижения роли перекоса и искривления ударной волны. Суммарная разрешающая способность метода при измерениях структуры детонационных волн оценивается в 5—10 нс. Примеры применения метода яркостного индикатора приведены на рис.8.5. [c.275]

Если же толщина зоны релаксации мала по сравнению с размером тела (или точнее с размером возмущенного слоя), то ее можно включить в ударную волну, не интересуясь структурой такого обобщенного ударного фронта (см. 2.2). [c.51]

Из единственности решения соотношений на ударной волне следует важный вывод равновесное состояние газа в конце плоской зоны релаксации не зависит от ее структуры и от характера процессов между сечениями до и после зоны ударного перехода. Таким образом, если толщина зоны релаксации мала по сравнению с размером тела (или с размером возмущенного слоя), то ее можно включить в ударный фронт с равновесным состоянием за ним, что значительно упрощает общую газодинамическую задачу. [c.58]

Если взрывчатое веш ество подвергается достаточно мош ному механическому воздействию, в нем возникает ударная волна. Изменение термодинамического состояния за фронтом сильной ударной волны приводит к быстрому химическому превращению вещества, охваченного движением. В результате такого воздействия развивается процесс детонации, представляющий собой волну, в которой химическая реакция возбуждается ударным фронтом, В настоящее время, однако, отсутствует надежная теория, которая позволяла бы количественно рассчитать минимальную интенсивность и характер воздействия, необходимого для возникновения волны детонации, исходя из химической природы взрывчатого вещества, параметров, характеризующих его начальное состояние, геометрических форм и размеров. Основные трудности связаны с выбором функций, описывающих состояние и скорость химической реакции в реальных системах, имеющих, как правило. Довольно сложную молекулярную структуру. Гидродинамическая часть указанной проблемы не представляется столь значительной, если иметь в виду современные методы численного решения с применением электронно-вычислительных машин. [c.288]

В предыдущем параграфе мы видели, что даже тогда, когда энергия налетающих частиц достаточна для возбуждения, эффективное сечение может быть малым, если выполнено условие адиабатичности, т. е. Е Е из (4.159). В случае Е iEj наблюдаемые неупругие эффективные сечения обычно порядка яа . Соударения, в которых внутренняя энергия превращается в кинетическую энергию, также ограничены адиабатическим принципом. Такие соударения иногда называют сверхупругими или соударениями второго рода. Относительная величина эффективных сечений для переноса импульса, возбуждения вращательного движения и возбуждения колебательного движения будет использована в гл. 13 для выяснения деталей структуры ударного фронта. [c.171]

Критерием того, будет ли волна самоподдерживающейся, яв-" ляется температурная зависимость скорости реакции в волне. Сильная зависимость от температуры ведет к нестабильной волне. Для большинства смесей осуществляется этот случай. Все авторы приходят к выводу, что неустойчивость приводит к следующим изменениям в структуре детонационной волны. Зона реакции деформируется и разбивается на ряд возмущений, перемещающихся по поверхности ударного фронта. Предел раздробленности определяется существованием предела времени реакции. Получающаяся структура напоминает структуру спиновой детонации. [c.165]

Учет высокочастотных диссипации н дисперсии позволяет исследовать характер изменения поля на фронте ударной волны, т. е. структуру разрыва, в рамках приближения стационарной волны. Поскольку вне ударного фронта все переменные в среде меняются очень медленно, можно считать, что они вообще остаются постоянными, т. е. этим значениям соответствуют состояния равновесия на фазовой плоскости системы обыкновенных дифференциальных уравнений, описывающей стационарные волны. Тогда задача исследования структуры фронта ударной волны сводится к нахождению той единственной фазовой траектории, которая соединяет эти состояния равновесия. [c.392]

Здесь индексами 1 и 2 отмечены значения скорости газа перед и за ударной волной. В этом случае можно сказать, что система уравнений релаксирующего газа дает структуру фронта ударной волны. Разрыв (ударную волну) мы вводим, когда применяем для описания движения среды приближенную систему (2.3). [c.47]

Если ударная волна распространяется в плазме, то следует учитывать высокую теплопроводность электронной компоненты благодаря различию масс электронов и ионов. Это обстоятельство определяет структуру ударной волны в плазме. Электронная температура не испытывает скачка на фронте ударной волны. За счет диффузии электронов образуется двойной электрический слой. [c.49]

При изучении распространения ударных волн следует иметь в виду, что в невозмущенном газе обычно присутствуют те или иные неоднородности случайные изменения плотности, скорости звука. Интересным и до конца не исследованным вопросом является движение ударных волн в турбулентном потоке. В связи с этим возникают два вопроса во-первых, как неоднородности влияют на распространение ударной волны и на структуру ее фронта, во-вторых, какое влияние оказывает ударная волна на сами неоднородности. Допустим, что первоначально плоская ударная волна входит в область, где существуют неоднородности скорости звука. При этом скорость волны [c.84]

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]

СТРУКТУРА ПОТОКА В ЗОНЕ РЕЛАКСАЦИИ ЗА ФРОНТОМ УДАРНОЙ ВОЛНЫ [c.127]

Решалась система уравнений движения невязкого нетеплопроводного совершенного газа и двух кинетических уравнений аррениусов-ского типа для реакций, одна из которых включается при прохождении фронта ударной волны и определяет время задержки начала второй реакции, идущей с тепловыделением. Константы в кинетических уравнениях подбирались так, чтобы моделировать горение разбавленной кислородо-водородной смеси. За масштаб длины была выбрана ширина зоны индукции для одномерной волны нормальной детонации, за масштаб времени = К/где д — тепловой эффект реакции. Расчеты проведены для двух значений ширины по л у полосы, равных 12 и 20 выбранным масштабам длины. На рис. 53 показано развитие по времени структуры фронта волны детонации для случая [c.164]

Найдена структура стационарных ударных волн умеренной интенсивности в жидкости с горячими твердыми частицами. Показано, что возможны как монотонные, так и осцилляционные режимы изменения параметров течения и отдельных фаз в зоне релаксации за передним фронтом волны сжатия. Для размера включений порядка 1 мм ширина структуры стационарных волн получилась равной 30 40 см. [c.740]

Позднее Рэлей (1910), Дж. Тейлор (1910), затем Р. Беккер (1921) получили формулу для толщины фронта ударной волны, толщины скачка уплотнения, рассматривая и теплопроводность и вязкость, полагая соответствующие коэффициенты постоянными По этим приближенным теориям для слабой ударной волны получалось, что чем больше возмущения, тем меньше толщина ее фронта, причем толщина имела порядок длины свободного пробега молекул. В случае сильной ударной волны значительно усложняется ее структура, необходимо учитывать излучение и лучистый теплообмен, что стало делом последующих лет. [c.316]

Эти простые формулы имеют, однако, ограниченную применимость. Прежде всего это связано с учетом диссипации хотя бы в рамках обобщенного уравнения Бюргерса (2.1). Оно уже не может быть приведено к уравне]шю с постоянными коэффициентами, и для него известны лишь некоторые приближенные решения. В решении (3.5) считается, что ударный фрош импульса близок к стациотрному, тогда его структура такая же, как в плоской волне (поскольку толщина фронта 6 = где V — кинематическая вязкость среды, заведомо мала по сравнению с радиусом его кривизны). Ясно, однако, что это справедливо лишь пока акустическое число Рейнольдса Ке //6 достаточно велико. Для плоской волны в виде одиночного импульса это условие всегда выполняется (если оно выполнялось вначале). Действительно, на больших расстояниях длина такого импульса / растет как у/У, а амплитуда падает как jyfx, т.е. 6 1/и Поэтому Ке остается постоянным, и если в начальный момент Ке > I, то ударный фронт всегда узок по сравнению с общей длиной импульса. Поэтому волна остается нелинейной до конца процесса. [c.83]

Структура неоднородностей при пульсирующей детонации, как показывают эксперименты и сопоставленные с ними газодинамические расчеты, выглядит следуюпщм образом. От пересжатых участков (С на рис. 8) к ударному фронту приходят волны сжатия и вызывают на его поверх-ности возмущения двух типов излом — пересечение двух ударных волн (рис. И, а и 12, а) и пересечение ударной волны с косой детонационной (рис. 11, б и 12, е). [c.393]

Вследствие более высокой температуры в ударном фронте пересжатой (сильной) детонации по сравнению с детонацией Чепмена — Жуге размер ячеек при потере устойчивости оказывается значительно меньшим, чем в детонации Чепмена — Жуге. Так возникает тонкая структура в пульсирующей детонации. Тонкая структура зарегистрирована теми же авторами и спиновой дето- [c.394]

Смит [94] предложил механизм деформации решетки при прохождении волны. Если материал при воздействии ударной волны не деформируется пластически, то тогда часть образца под нагрузкой будет искажаться упруго. В этом случае в металле возникнут два вида решетки одного и того же типа и ориентации, но с разными параметрами. Это приводит к образованию границы раздела, как показано на рис. 20, а, для двумерной решетки последняя может быть заменена решеткой, которая искажена по трем осям и сопрягается с педеформированным материалом через ряд краевых дислокаций (рис. 20, б). Эта граница может двигаться по нормали путем диагонального движения дислокаций и приводить к необходимому изменению параметра решетки. При иро-хождении волны в идеальном кристалле в металле не должно оставаться образующихся при прохождении волны несовершенств. В реальных же кристаллах дислокации могут задерживаться в металле. Модель Смита подвергалась критике [90]. Хорнбоген [93] модифицировал модель Смита, положив в основу экспериментальные данные, полученные с помощью трансмиссионной электронной микроскопии на образцах железа, подвергнутых воздействию ударных волн. Эти экспериментальные данные позволили предположить, что дислокационные петли образуются, когда волна сжатия входит в кристалл, причем краевая компонента пе тли движется со скоростью ударного фронта, в то время как винтовая компонента задерживается и растягивается по дли 1е [93]. Эта точка зрения в дальнейшем также была подвергнута критике [95], так как в соответствии с объяснением Хорпбогена сегменты краевой дислокации должны двигаться со скоростью фронта ударной волны, которая значительно превосходит скорость сдвиговой волны. Кроме того, в этом случае не должно наблюдаться разницы между дислокационной структурой металлов с ОЦК- и ГЦК-решетками, подвергнутых действию [c.45]

Получение ударных волн с очень большими числами М представ-а яет большой научный и технический интерес в связи с поисками эф-чфективного способа нагрева плазмы, проблемами космических полетов "И т. п. Получение чисел Мз >30 в обычных ударных трубах встречает -серьезные практические трудности. Поэтому в последнее время изучаются возможности различных электроразрядных устройств, в которых используется магнитное ускорение. Во многих работах изучались в основном оптические свойства получаемой в таких устройствах плазмы (скорость распространения фронта свечения, спектральные характеристики). В большинстве этих исследований фронт свечения, регистрируемый при помощи фоторазвертки, отождествляется с фронтом ударной волны. Однако для такого отождествления нет серьезных оснований. Поэтому в нашей лаборатории предприняты широкие исследования для выяснения природы ударных волн, структуры потока и параметров ллазмы, существующих при импульсном разряде в камере со специальной геометрией. [c.45]

Когда профиль волны сильно искажается и становится крутым, эти неучтенные процессы начинают играть значительную роль. Их влияние сводится к тому, что вместо неоднозначного захлеста в профиле скоростей появится разрыв (отмеченный на рис. 1.1, в штриховой линией) и профиль станет однозначной функцией т. Для того чтобы носледовательпо и строго описать нарастание крутизны волны, формирование ударного фронта и его структуру, надо решить систему уравнений Навье — Стокса (В.1.4) — (В.1.7). Это проделано в главе И. А пока что мы ограничимся тем, что определим положение разрыва простой волны и поведение волны после образования разрыва. [c.31]

В предыдущем параграфе мы нашли приближенные квазистационарные решения, на основе которых с учетом законов нелинейного искажения сконструируем профиль сферической и цилиндрической волн по аналогии с плоскими волнами. Для этого необходимо ударный фронт бесконечной крутизны в волне пилообразной формы заменить узкой областью конечных размеров и определенной структуры в соответствии с квазистационарпыми решениями. Строго говоря, в цилиндрически-симметричной волне следовало бы область фронта построить на основе решений (III.4.2) и (111.4.3) или хотя бы на основе формулы (III.4.5). И то, что мы этого не будем делать, продиктовано исключительно соображениями физической наглядности и укоренившимся в литературе единым подходом, несомненно, весьма полезным с методической точки зрения. [c.76]

Наличие в уравнениях для фронта пламени членов с S TJdx и й /с,(й)/йх описывающих процессы переноса, повышает их порядок. При этом указанным граничным условиям можно удовлетворить только при одно.м значении скорости (собстнепное значение задачи), которое определяется из решения задачи о структуре волны. Это отличает данную задачу от задачи о структуре ударной волны в газовзвеси, решение которой существует при любом сверхзвуковом значении скорости волны. [c.416]

Существует довольно обширная монографическая литература по ударным волнам. Так, релаксационные процессы за фронтом ударной волны в газах рассмотрены в монографии Е. В. Ступоченко, С. А. Лосева, А. И. Осипова [33]. Явления,, возникающие при распространении мощных ударных волн в газах, а также структура ударных волн нашли достаточно полное отражение в книге Я. Б. Зельдовича и Ю. П. Райзера [15]. Вопросы взаимодействия ударных волн с твердыми поверхностями изложены в книге Т. В. Баженовой и Л. Г. Гвоздевой [4], Разрывные решения уравнений газодинамики в одномерном случае обсуждаются в книге Б. Л. Рождественского и Н. Н. Яненко [28]. Ударным волнам в конденсированных средах посвящена обзорная статья Л. В. Альтшулера [2]. [c.4]

Наиболее сложная структура фронта присуща светодетонационному режиму, так как в этом случае фронт волны поглощения совпадает с ударной волной. [c.112]

Структура потока газа за ударной волной на небольших расстояниях от центра взрыва видна на рис. 5.14, где показаны две последовательные интерферограммы падения взрывной ударной волны на сферическую поверхность, находящуюся на расстоянии 20 о от центра сферического заряда. Ударная волна уже отошла от границы продуктов детонации на заметное расстояние и имеет гладкую сферическую ( )орму. Б области между ударной волной и границей ПД наблюдается большой Градиент плотности. Хорошо заметен скачок плотности на вторичной ударной волне (УВг). В области продуктов детонации поток сильно турбулизован. Граница -ПД — воздух не является гладкой. На снимках видно регулярное (рис. 5.14, а) и махов-ское отражения ударной волны (рис. 5.14,6). В области ПД отраженная ударная волна имеет негладкую форму, и на отдельных участках плотность на фронте не терпит разрыва. В области, где в потоке перед отраженной ударной волной пульсации отсутствуют, фронт волны имеет гладкую форму. Таким образом, отраженные ударные волны можно использовать как зонд для исследования структуры потока. Рис. 5.15 соответствует более позднему моменту (расстояние от центра взрыва равно 357 о). [c.121]

Рис. 9-11. Результаты численного интегрирования стационарного уравнения Бюргерса—Кортвега де Фриза (расчет структуры фронта ударной волны)

Сагдеев Р. 3. О тонкой структуре фронта ударной волны, распространяющейся поперек магнитного поля в разреженной ллаз-ме, — ЖТФ , 1961, т. 31, вып. 10. [c.296]

Результаты сравнения изменения давления по времени при движении ударной волны в воде и в смеси жидкости с пузырьками газа, полученные на описанной выше экспериментальной трубе, приведены в [13]. Из анализа, приведенного в этой работе, следует, что волна давления, распространяющаяся в жидкости при отсутстии пузырьков воздуха, является акустической и распространяется со скоростью, равной скорости звука в воде (примерно 1400 м/с), как в прямом, так и в обратном (отраженная волна) направлении. С введением незначительного по объему количества газа резко снижается скорость распространения прямой волны. За фронтом волны наблюдается интенсивный осцилляционный процесс, вызванный дисперсией и диссипацией энергии, который с течением времени затухает. Распространение отраженной ударной волны в пузырьковой смеси существенно отличается от распространения волны давления в жидкости, не содержащей пузырьков газа. Существенно возрастает амшгитуда отраженной волны по сравнению с прямой. В несколько раз возрастает и скорость распространения обратной волны по сравнению с прямой. Для безразмерной скорости распространения волны давления в газожидкостной среде однородной пузырьковой структуры в [76] получена следующая зависимость ее от отношения давления Pi во фронте волны к его значению ро в невозмущенной части среды [c.38]

Ещё один компонент М. с.— энергичные заряж. частицы галактич. и солнечного происхождения. Галак-тич. космические лучи С энергией больше 10 МэВ/нук-лон диффундируют из межзвёздной среды в область расширяющегося замагннченного солнечного ветра. Скорость их диффузии определяется их жёсткостью, структурой межпланетного маги, поля и скоростью солнечного ветра. С изменением солнечной активности меняются скорость диффузии и нптеисивность космич. лучей с энергией < З-Ю МэВ/нуклон в Солнечной системе. Частицы большей анергии не подвержены влиянию солнечной активности. Солнечные энергичные заряж. частицы (солнечные космич. лучи) с анергиями обычно йЮО МэВ генерируются во время солнечных вспышек и в магн. ловушках активных областей. После вспышек они распространяются как вдоль силовых линий межпланетного поля, так и поперёк в результате диффузии на его неоднородностях. Из активных областей происходит утечка энергичных частиц с образованием рекуррентных потоков вдоль силовых линии межпланетного магн. поля. Энергичные частицы генерируются также на фронтах. межпланетных ударных волн, как распространяющихся от Солнца по солнечному ветру, так и стоящих в солнечном ветре перед препятствиями — планетами. [c.91]

Эволюция О. в. с. — процесс торможения выброшенного газа при расширении в окружающую среду — определяется гл. обр. знергией взрыва Е ,, массой выброшенного газа и плотностью околозвёзд-ной среды р . В эволюции О. в. с. можно выделить три стадии стадия свободного разлёта, адиабатическая и радиативная стадии. На этих стадиях (за исключением самого начала стадии свободного разлёта и, возможно, заключит, фазы радиативной стадии) О. в. с. и.меют описанную выше структуру. На первой стадии из-за низкой плотности окружающей среды расширение выброшенного газа происходит в режиме свободного разлёта, когда радиус Д ,, скорость Vg фронта осн. ударной волны и возраст О. в. с. i связаны соотношением Rg = Vgt. В течение этой стадии почти вся энергия взрыва сосредоточена в кинетич. энергии выброшенного газа. По мере расширения торможение усиливается и, когда масса нагребённого вещества (4л/3)Д р(, становится сравнимой с Мд, происходит переход к адиабатич. стадии. Для характерных значений " = З-Ю эрг. [c.477]

Решение задачи (3.1) + (3.2) моделирует поведение системы нагретые частицы-паровые оболочки - жидкость за фронтом ударной волны. С использованием этого решения можно найти структуру ударной волны. Решение задачи о структуре стационарной ударной волны в жидкости с нагретыми твердыми частицами получено в следу юндем пункте. [c.734]

Не обращаясь к структуре детонационного фронта, будем считать, что химическое превращение происходит за пренебрежимо малый промежуток времени в узкой зоне, примыкающей к фронту волны. Используя законы сохранения в алгебраической форме, определим соотношения, связывающие кинематические и термодинамические величины перед и в конце этой зоны, шазываемой состоянием Шуге. Состояние перед фронтом волны считаем невозмущенным. Очевидно, что первые два закона — сохранение массы и импульса — будут точно такими же, как для ударной волны. Если количество энергии, выделяемой единицей массы ВВ в зоне химических реакций, равно Q, то уравнение ударной адиабаты, являющееся следствием законов сохранения массы, импульса и энергии, приобретает вид [c.122]

Для металлов такая резкая зависимость от параметров состояния среды приводит в случае сильной ударной волны к формированию на релаксационном слое участка с крутым фронтом, который можно выделить в отдельную — пластическую — волну. Получаемая расчетная структура ударной волны согласуется с экспериментальным фактом расщепления ударной волны на упругую и плабтическую волны. С детальным описанием модели упруговязкой среды кроме работ [15, 16] читатель может ознакомиться в [21]. [c.188]

При 1 в турбулентном потоке возникают ударные волны, и поэтому, вообще говоря, ни теплопроводностью и, ни вязкостью Г , т. е. вторым и третьим членами в (10.81), яренебрегать нельзя, поскольку г к х определяют структуру ударной волны, в частности ширину ее фронта. [c.408]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...