Точное решение задачи отражения ударной волны от стенки, экранированной слоем газовзвеси
Аннотация:
Введение. Представлено решение задачи отражения ударной волны от стенки, экранированной слоем газовзвеси. Динамика газовзвеси описана в двухскоростной двухтемпературной формулировке. Метод. В отличие от известных приближенных моделей запыленного газа, основанных на применении классических автомодельных решений путем коррекции газодинамических параметров и физических постоянных, получено асимптотически точное решение. Аналитическое решение поставленной задачи построено в виде композиции элементарных распадов разрывов. Неравновесное решение сходится к точному при уменьшении характерных времен динамической и тепловой релаксаций несущего газа и взвешенных частиц произвольной концентрации. Расчеты по неравновесной модели выполнены гибридным методом крупных частиц второго порядка аппроксимации по пространству и времени. Основные результаты. Приведены точные и расчетные по неравновесной модели профили относительных величин давления и плотности смеси, нормированной скорости дисперсной фазы. Изучено влияние интенсивности падающей ударной волны, а также концентрации частиц в слое газовзвеси на параметры воздействия ударно-волнового импульса на стенку. Наличие экранирующего слоя привело к повышению давления отражения от стенки по сравнению с отражением ударной волны в чистом газе. Выполнен анализ влияния релаксационных свойств слоя газовзвеси при изменении размеров частиц от 1 до 8 мкм. Для достаточно мелких частиц 1 мкм и принятых масштабов задачи неравновесное решение хорошо воспроизводит ударно-волновую структуру и соответствует асимптотике. С увеличением размеров дисперсных включений возрастают пространственные зоны релаксации, сглаживающие профили параметров. Погрешность расчета скорости и других параметров для неравновесной газовзвеси с частицами 1 мкм по сравнению с точным решением находится в интервале от 10–7 до 10–5. Обсуждение. Полученные результаты имеют прикладное значение при обосновании влияния примесей инертных частиц на динамическое нагружение конструкций. Аналитическое решение задачи может быть востребовано при тестировании различных численных схем.
Ключевые слова:
Постоянный URL
Статьи в номере
- Определение типа действия ингибиторов гидратообразования по их инфракрасным спектрам
- Спектроскопия комбинационного рассеяния света в исследованиях процессов инактивации бактериальных микроорганизмов
- Численное исследование влияния концентрации метгемоглобина в крови на поглощение света в коже человека
- Низкотемпературная ячейка для инфракрасных фурье-спектрометрических исследований углеводородных веществ
- Особенности выращивания твердых растворов Ga1–xInxAs на подложках GaAs в поле температурного градиента через тонкую газовую зону
- Усовершенствованный протокол безопасности на основе AES-GCM для защиты связи в интернете вещей
- Атаки на основе вредоносных возмущений на системы обработки изображений и методы защиты от них
- Сверхвысокое разрешение изображения магнитно-резонансной томографии головного мозга с использованием дискретного косинусного преобразования и сверточнойнейронной сети
- Метод аугментации текстовых данных с сохранением стиля речи и лексики персоны
- Верификация событийно-управляемых программных систем с использованием языка спецификации взаимодействующих автоматных объектов
- Интеллектуальная система адаптивного тестирования
- Нейросетевой метод визуального распознавания голосовых команд водителя с использованием механизма внимания
- Сегментация опухоли головного мозга на магнитно-резонансной томографии с использованием нечеткого деформируемого слияния и алгоритма Dolphin-SCA
- Оптимизация систем отслеживания человека в виртуальной реальности на основе нейросетевого подхода
- Погрешности алгоритма демодуляции с генерируемой фазой несущей, вносимые фильтром низкой частоты
- Моделирование процесса корректировки формы роторов шаровых гироскопов
- Метод пространственного мультиплексирования в многоантенных системах связи
- Математическое моделирование теплообменного аппарата с учетом сильной зависимости вязкости нефти от температуры
- Подход к формированию обобщенных параметров технического состояния сложных технических систем c использованием нейросетевых структур
- Численное моделирование газодинамики при работе широкодиапазонного ракетного сопла с пористой вставкой
- Адаптивный наблюдатель переменных состояния нелинейной нестационарной системы с неизвестными постоянными параметрами и запаздыванием в канале измерений
- RuLegalNER: новый датасет для распознавания именованных юридических сущностей на русском языке