Особенности структуры ударной волны

На рис. 2.8 приведена зависимость к = /(Р) в том случае, когда двухатомный газ находится в воде в виде пузырьков (кривая 7) и в виде растворенного в ней газа (кривая 2). Из рисунка видно, что при одном и том же газосодержании показатель изоэнтропы в гомогенной смеси (растворе) примерно на порядок выше его значения в среде пузырьковой структуры (l M = + К ). С помощью этого рисунка можно объяснить особенности распространения ударных волн в среде пузырьковой газожидкостной смеси, описанных в [13]. Например, при распро- [c.43]

Как уже отмечалось, большое число эффектов (излучение, диффузия компонент смеси и т, д.), возникающих в ударных волнах (особенно сильных), широко изучаются в рамках теории Навье — Стокса. Поэтому важно знать область применимости полученных таким образом результатов и оценить их точность. Возможность описания структуры ударных волн с помощью уравнений Навье — Стокса весьма заманчива также и потому, что во многих с.тучаях ударные волны занимают сравнительно узкую зону течения, во всех других частях которого навье-стоксовское описание вполне оправдано. [c.300]

Структура ударных волн, возникающих в кинематической теории (формулы (3.38) и (3.39)), особенно важна в задаче о паводковых волнах, поскольку в действительности ударная волна имеет толщину порядка 50 миль Как обычно, для ее определения необходимо найти решения со стационарными профилями в более подробном описании, которое в данном случае обеспечивается уравнениями (3.37). Будем искать решения, для которых [c.90]

При решении задач газовой динамики возможны разрывы решения — ударные волны и тангенциальные разрывы. Наличие таких особенностей заставляет видоизменять алгоритм решения вблизи них, что значительно усложняет логическую структуру [c.272]

Расчет величины Рд, ах связан с необходимостью построения модели процессов в сверхзвуковом двухфазном диффузоре аппарата. Как было уже сказано, при рд > р (Тд) в диффузоре возникает полностью размытая ударная волна (скачок). Эта волна имеет осциллирующую структуру при течении не очень вязкой жидкости. Из-за особенностей истечения жидкости из диффузора конденсирующего инжектора (наличие дросселей, поворотов трубопровода, локальных сужений канала и т. д.) в нем могут возникнуть автоколебания, приводящие к продольным колебаниям скачка. Для обеспечения надежности работы аппарата, высокой устойчивости скачка в диффузоре рабочее значение Рд выбирают меньше значения Рд шх, так, чтобы начало зоны колебаний скачка распола- [c.145]

Кроме отмеченных в 6-1 и гл. 2 особенностей течения влажного пара в сопловых решетках, для расчета проточных частей сверхзвуковых ступеней необходимо рассмотреть изменение структуры двухфазного потока при прохождении ударных волн (скачков уплотнения), образующихся в косом срезе сопловых решеток, а также на [c.127]

Как известно, для решения сложных многомерных задач газовой динамики разностными методами при наличии ударных волн часто вводят так называемую искусственную вязкость, которая размывает сильные разрывы. Для оценки же эффективности разностных схем с искусственной вязкостью необходимо сравнение приближенных, полученных численно, решений с точными решениями, структура которых отражает реальные особенности газовых потоков, в частности присутствие ударных волн. Построенные решения могут быть использованы в качестве эталона при оценке эффективности различных разностных методов. [c.205]

Тем самым при численном моделировании процессов деформирования реальной среды может быть допущена двойная погрешность первая и весьма трудно устанавливаемая погрешность допускается при моделировании реальной среды (физически всегда дискретной, хотя и достаточно мелких масштабов) в виде континуальной модели вторая — на этапе численной дискретизации построенной континуальной модели (не говоря о других погрешностях при численной реализации, вопросах сходимости и т. д.). В связи с этим перспективным и методически оправданным является использование дискретных подходов на более ранних этапах моделирования задач механики сплошных сред, особенно задач с высокими градиентами скоростей, разрывами и поверхностями раздела, ударными волнами, разрушением, неоднородностью, сложной пространственной или физической структурой. Эту тенденцию не следует понимать буквально как полный отказ от континуальных представлений, но в то же время целесообразны дальнейшая разработка и создание механики дискретных систем или дискретных сред, являющейся промежуточным звеном между механикой материальных точек со связями [135] и континуальной механикой сплошных сред. Главное при этом — задание характерных масштабов усреднения определяющих параметров процесса по пространству и времени, например характерного размера выделенных дискретных элементов или объемов среды, для которых массу можно полагать сосредоточенной в точке, т. е. использовать для этих элементов средние значения сил инерции, количества движения или среднее значение внутренней энергии. [c.84]

Метод характеристик эффективен для решения задач с простой структурой течения, например с одной головной ударной волной. Преимущество его состоит в том, что разрывы и их взаимодействие рассматриваются в явном виде. Рассчитанные профили являются гладкими между разрывами, хорошо определяются детали течения. Однако его реализация довольно сложна, особенно в тех случаях, когда происходит формирование ударных волн в непрерывном течении, их взаимодействие, отражение от контактных и свободных границ. [c.36]

Перестройка кристаллической структуры при сжатии материалов с низкой плотностью упаковки кристаллической решетки сопряжена с изменением сжимаемости вещества, что вносит определенный вклад в эволюцию волн сжатия и разрежения. Основные результаты исследований полиморфных превращений в ударных волнах обсуждаются в обзорах [1,2]. Здесь мы рассмотрим наиболее характерные особенности структуры импульсов нагрузки в таких материалах. [c.230]

Как видно, вывод закона подобия из теории подобия и раз мерности более краток, чем из анализа полной системы уравнений. Это впечатление, однако, обманчиво, и оба приведенных вывода практически эквивалентны, так как при подборе систе-мы определяющих параметров мы неявно исходили из общей постановки задач, в частности, из вида уравнений и определяющих граничных условий. Например, для получения из общей-теории подобия и размерности принципа гиперзвуковой стабилизации нужно знать конкретные соотношения на ударной волне, исходя из которых, можно пренебречь давлением роо, энтальпией h или скоростью звука йоо невозмущенного потока для получения закона бинарного подобия необходимо знать структуру и особенности уравнений химической кинетики и т. д. [c.121]

Данный метод визуализации оказался особенно ценным при исследовании отражения ударной волны от стенки со щелью. В рабочей секции ударной трубы помещались два одинаковых металлических блока, укрепленных симметрично на верхней и нижней стенке, которые образовывали узкую щель и канал переменного сечения. Серия снимков (рис. 6) показывает геометрию канала, развитие процесса отражения от стенки со щелевым отверстием, форму ударной волны в расширяющемся канале и ее сложную структуру (дифракция ударной волны). [c.135]

Чтобы убедиться в этом, полезно рассмотреть задачу об одномерном стационарном движении газа с граничными условиями, соответствующими ударному сжатию невозмущенного потока в предположении, что вязкости вообще нет, и диссипация обязана исключительно теплопроводности. Исследование этого вопроса, впервые проведенное Рэлеем [18], имеет принципиальное значение, так как выявляет особенности структуры фронта ударной волны в присутствии иных механизмов теплообмена лучистого переноса энергии или электронной теплопроводности (в плазме). [c.368]

Особенности структуры ударной волны. На рис. 4.4.3 приведены результаты численного интегрирования, отображающие структуру волн со скачком (1 о1 = 1,4 Мао = 0,5) и без скачка (liJol =0,8 М20 = 3,0) в двухфазной капельной пароводяной смеси при начальном давлении ро = 1,0 МПа. [c.345]

Особенности структуры ударной волны и волнь разрежения в упругопластической среде [c.195]

Качественные особенности структуры ударной волны (особые точки, поведение интегральных кривых) в рамках развиваемого подхода гораздо сложнее, чем в случае уравнений Навье - Стокса система уравнений неавтономна, неоднородна, неразре-шена относительно производных. Однако для систем усеченных (однородных) уравнений легко получить те же результаты, что и в приближении Навье - Стокса. Кратко изложим соответствующее доказательство. [c.192]

Для устранения расходимости решения в нелинейных задачах, особенно в течениях, включающих ударные волны, можно использовать линейные комбинации максвелловских распределений [8] и брать подходящие моменты (см. разд. 6). С другой стороны, в качестве /о можно рассматривать не локальные, а глобальные максвелловские распределения [9]. Кроме того, результаты Чореиа [10], по-видимому, указывают на то, что в задаче о структуре ударной волны при умеренных числах Маха можно устранить трудности, связанные с расходимостью, если рассматривать решение стационарной задачи как предел при t oo решения соответствующей нестационарной задачи. [c.392]

Глава 8 посвящена главным образом разрещению вопроса о неединственности рещений классических задач, рассмотренных в Главе 5. Для этого привлекается переход к усложненной модели, когда упругая среда рассматривается как предел вязкоупругой среды Кельвина-Фойхта при вязкости стремящейся к нулю. На основании изучения структур ударных волн (исследованных качественно), а также рещений, представляющих нестационарные неавтомодельные волны и их взаимодействие, (полученных численно) сделаны выводы о реализуемости невязких решений, рассматриваемых как предел вязких при вязкости, стремящейся к нулю. Это особенно важно при неединственности этих рещений. [c.11]

Специфические особенности этих состояний, в том числе формирование новых фаз, дефектных субструктур (например, диссипативных и других структур самоорганизации в высоконеравновесных системах), нереализуемых при традиционных методах обработки металлов и сплавов, обусловлены высокоскоростными процессами разофева и охлаждения возможностью газонасыщения и изменения элементного состава поверхностного слоя, его гидродинамического перемешивания формированием пароплазменного облака вблизи поверхности. В результате образуется волна напряжений, или ударная волна, которая по своей структуре, длительности (в случае наносекундных пучков) и характеру воздействия на материалы существенно отличается от ударных волн, инициируемых традиционными методами [83]. Так, при плотностях ионного тока s 100 А/см- формирование и распространение ударных волн в металлах приводят к увеличению концентрации дефектов структуры, в частности дислокационных петель, на глубинах 50- [c.168]

Арочные структуры в хромосфере, и особенно во внутр. короне, обусловлены тем, что нек-рые пучки силовых днцнй заполняются плазмой. Ори увеличении нагрева в вершине арки поток тепла из-за высокой теплопроводности короны очень быстро проходит вдоль силовых ЛИВИЙ н значительно повышает темп-ру части хроиосферного вещества близ оснований арки. Это вещество расширяется вдоль силовых линий, заполняя всю арку. Соответствуюндий процесс испарения наблюдается при импульсном выделении энергии в короне в начале вспышек. При этом скорости оттекающего из хромосферных слоёв нагретою до Г — 2-10 К газа составляют 300—400 км/с. Ударная волна с излучением, идущая вниз, формирует слой плотного газа с Т = 8000—9000 К — источник низкотемпературною свечения во вспышках. [c.593]

Рассмотрим особенности структуры и распространения плоских ударных волн и волн разрежения в нереагирующих упруго-пластических средах. Пусть нерелаксирующая упругопластическая среда подчиняется идеализированной схеме деформирования (см. рис. 6.1). Наличие на ударной адиабате в плоскости о, V излома в точке ОнЕ, в которой происходит скачкообразное изменение наклона на ударной адиабате, нарушает устойчивость ударного разрыва в состояниях, лежащих выше Оне и ограниченных сверху точкой пересечения волнового луча po i, с ударной адиабатой (см. ркс. 6.1, А). В упругой стадии деформирования (oi Оне) скорость распространения упругих волн с амплитудой Онв равна упру- [c.195]

Изложенные соображения, поясняющие механизм передачи резких изменений во внешнем потоке (падение ударной волны на пограничный слой, отрыв нограничного слоя, угловая точка на поверхности тела) по ламинарному пограничному слою вверх по потоку, описывают широкий класс явлений как в сверхзвуковом и гиперзвуковом, так и в дозвуковом двинieнияx газа. Аналогичные по общей структуре процессы имеют, как уже об этом упоминалось в гл. IX, место и в пограничных слоях в потоках малых скоростей. Желая подчеркнуть характерную особенность всей этой группы явлений, заключающихся в возможности всесторонней, как вниз так и вверх по течению, передачи [c.709]

При этом предполагается, что внутри замкнутого контура S нет каких-либо сингулярностей (особенностей) поля, по которым Может происходить сток (или приток) энергии или импульса в рассматриваемую физическую систему внутри койтура S. Это условие весьма существенно в частности, для анализа роста трещин выбор контура S в виде, изображенном на рис. 1, б, накладьюает определенные ограничения на скорость роста трещины и на структуру физического доля вблизи конца трещины. Например, для такого контура нельзя рассматривать сверхзвуковое движение трещины в упругом теле, так как при этом от конца трещины будут отходить ударные волны (представляющие собой особые линии, на которых имеет место сток энергии). Аналогично такой контур не позволяет рассмотреть разрывные [c.10]

В традиционных моделях и методах расчетов композиционных конструкций при статических и длинноволновых воздействиях [4, 24, 94, 95, 129] композиционный материал, как правило, рассматривается осредненно однородным анизотропным материалом с эффективными (интегральными) модулями упругости. Для задач нестационарной динамики при импульсных и ударных воздействиях такой подход имеет ограниченные рамки применимости. При моделировании волновых процессов с короткими волнами необходимо более детально и согласованно учитывать особенности структуры композиционного материала, динамические характеристики каждой его компоненты, включая возможность разрушения типа расслоений в связующем и обрывов волокон. В данной главе на основе ДВМ построены дискретно-структур- [c.140]

В первой части книги излагается общая теория динамических процессов в насыщенных пористых средах, причем наиболее подробно анализируются реологические (определяющие) законы рассматриваемой многофазной среды. Их характерные особенности выявляются в ходе рассмотрения сейсмических волн в водо- и нефтенасыщенных горных породах. Значительное внимание далее уделено механизму уплотнения грунтов под нагрузкой, т. е. физическим основам теории консолидации земляных масс. Рассмотрена роль фильтрационных перетоков в формировании структуры сильных ударных волн в водонасыщенных грунтах. [c.4]

При наличии внутренних, медленно возбуждающихся степеней свободы в веществе (нанример, колебаний в молекулах) и быстрых изменений состояния вещества, давление не успевает следить за изменением плотности и отличается от термодинамически равновесной величины. Влияние этого эффекта может быть описано с помощью коэффициента второй вязкости (см. [1]), причем чем труднее возбуждаются в утренние степени свободы, тем больше несогласованность изменений давления и изменений плотности и внутреннего состояния вещества, тем больше вторая вязкость. В очень быстрых процессах, когда эта несогласованность (отклонение от термодинамического равновесия) особенно велика, линейная зависимость (1.95) может оказаться недостаточной и в уравнения газодинамики приходится вводить в явном виде описание релаксационных процессов — кинетики возбуждения внутренних степеней свободы. Мы познакомимся с этим явлением в главах VI, VII, VIII при рассмотрении релаксационных процессов, их влияния на структуру фронта ударных волн и поглощение ультразвука. [c.69]

Интересными особенностями обладает структура фронта ударных волн, распространяющихся по ионизованному газу. Эти особенности былв отмечены одним из авторов [42] количественные расчеты структуры фронта были сделаны В. Д. Шафрановым [43] см. также работы В. С. Имшенника [51], Джакса [44], Тайдмена [44а], С. Б. Пикель-нера [85]. Основные черты структуры связаны с замедленным характером обмена энергией между ионами и электронами и большой подвижностью электронов, благодаря которой электронная теплопроводность во мног раз превышает теплопроводность ионов. [c.398]

При учете электронной теплопроводности в очень сильной ударной волне неионизованный газ сильно прогревается и ионизуется еще перед скачком уплотнения, так что качественные особенности структуры волны, распространяющейся по ионизованному газу, остаются в сило и в том случае, если волна бежит по неионизованному газу. [c.403]

Задачи с особенностями. Гели начальные данные ( ) в задаче Коши не являются непрерывными, то в сколь угодно малой окрестности момента f = О в решении могут появиться особенности, характер и поведение которых зависят от структуры функций (1). Разрывные начальные данные могут порождать движение с сильными разрывами -- ударными волнами или контактными разрывами. К этому приводят залачи о взаимодействиях различных движений газа между собой или с внешними телами (например, задача о воздействии ударной волны на твердое тело). Сюда же относятся модельные задачи о последствиях сосредоточенных воздействий на газ, когда в некоторых точках, на линиях или поверхностях задаются интегральные характеристики движения газа — поток массы (расход), сосредоточенный импульс или мгновенно выделившаяся энергия (например задача о сильном взрыве). Особенностью является также поведение параметров движения газа в бесконечно удален[юй точке пространства й (х) или при I оо. [c.73]

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]

Мы опишем пять приложений классификации лагранжевых особенностей к методу стационарной фазы (то есть к теории интегралов быстро осциллирующих функций), к вычислению асимптотик числа (целочисленных) точек решёток в типичных больших гладких областях, к космологической теории крупномасштабной структуры Вселенной и к изучению перестроек оптических каустик и ударных волн. [c.31]

Описанные процессы взаимодействия рабочего и окружающего газов являются достаточно общими для большинства сверхзвуковых затопленных газовых струй. Однако при малых числах Рейнольдса Ее и при больших числах Кнудсена Кп струи имеют свои особенности [21, 22]. Так, в сильно разреженных струях ( Кп >> 1) ударные волны являются размытыми и отражаются от оси струи без маховского диска (х-образные структуры). Слой [c.19]

В разработанном Г.Г. Черным методе расчета нестащ10нарных и стационарных течений [10, 11] с сильными ударными волнами использована та особенность таких течений, что плотность газа в сильной ударной волне возрастает примерно на порядок. (Для совершенного газа отношение плотностей до и после ударной волны равно е = (у - 1)/(у + 1) = о(1). где у - отношение удельных теплоемкостей. При высокой температуре в волне, когда "включаются" многочисленные физико-химические реакщш, эффективная величина у приближается к единице, что дополнительно уменьшает величину е.) Из-за сильного увеличения плотности газа за волной толщина невязкого ударного слоя - расстояние между сильной ударной волной и телом, обтекаемым гиперзвуковым потоком, или между волной и поршнем, сжимающим газ с достаточно большой скоростью, - оказывается порядка г. Появление малого параметра е, вместе с отмеченными особенностями течений с сильными ударными волнами, позволяет искать распределения параметров газа между ударной волной и телом в виде разложений по степеням е с заранее известной структурой соответствующих коэффициентов. Более того, во многих задачах оказалось возможным офаничиться первыми членами соответствующих разложений. [c.5]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...