Конференции ИВТ СО РАН

V Всероссийская конференция молодых ученых по математическому моделированию и информационным технологиям с участием иностранных ученых

1-3 ноября, г. Новосибирск, Россия

Тезисы докладов

Вычислительная математика и математическое моделирование

Численное моделирование движения и деформации пространственного парогазового пузыря

Григорьева И.В.

Кемеровский государственный университет (Кемерово)

Работа посвящена численному исследованию динамики пространственного парогазового пузыря в идеальной несжимаемой жидкости. Рассматривается процесс пульсаций пузыря в безграничной жидкости, а также взаимодействие пузыря с различными наклонными твердыми стенками. В качестве инструмента численного исследования используется метод граничных элементов на основе третьей формулы Грина. Описанная в данной работе модель применяется для моделирования различных, непохожих на первый взгляд, явлений. С одной стороны рассматривается динамика подводных взрывов, с другой изучается динамика одной кавитационной полости. Применимость данной модели к их исследованию обсуждается в работах [1], [2]. Пузырь, развиваясь из кавитационной зародыша (если это кавитационный пузырек), или образующийся при взрыве заряда (если рассматривается подводный взрыв), в процессе своего роста, как правило, сохраняет форму близкую к сферической. Достигнув наибольшего объема, пузырь переходит в фазу замыкания. В случае отсутствия факторов, нарушающих сферическую симметрию пузыря, может наблюдаться явление пульсаций газового пузыря, когда фаза расширения сменяется фазой замыкания несколько раз. Близость твердой границы и (или) действие силы тяжести нарушают одномерность течения, даже если в момент максимального расширения полость была сферической. В ряде случаев в процессе замыкания пузыря формируется струйка жидкости, внедряющаяся в пузырь до момента касания его противоположной стенки. Такая струя может быть направлена в сторону стенки и может иметь скорость порядка сотен, а при особых условиях, даже более тысячи метров в секунду. Предположение, что механизм разрушения мишеней определяется именно воздействием высокоскоростной кумулятивной струи, формирующейся на стадии замыкания пузыря, не подтвердились при исследовании данной задачи в осесимметричной постановке. Поэтому актуальной задачей является определение различных характеристик струи таких как ее направление, скорость, высота и характер ее развития для анализа эрозийного эффекта в 3d случае. Кроме того, в данной работе описывается метод оценки урона, наносимого пузырем твердой стенке, и находятся размерные величины для различных типов пузырей.

В представленой работе для решения задачи о динамике пространственного пузыря используется метод граничных элементов на основе третьей формулы Грина. Методика движения по временной координате была взята из реализации алгоритма осесимметричной задачи, где она хорошо себя зарекомендовала. Консервативность численного алгоритма отслеживается путем контроля выполнения закона сохранения полной энергии.

[1] Кедринский В.К. Гидродинамика взрыва. Эксперимент и модели. Новосибирск, Издательство Сибирского отделения РАН, 2000г.

[2] Korobkin A.A. Asymptotic theory of liquid-solid impact. Phil. Trans. Roy. Soc., A335, 507--522, 1997.

Примечание. Тезисы докладов публикуются в авторской редакции

Ваши комментарии
Обратная связь

[Головная страница]
[Конференции]