Конференции ИВТ СО РАН

Тезисы докладов

Математическое моделироваие

Электрофизика детонационных волн, несмотря на повышенный и продолжительный интерес, является слабо изученной областью. Одним из ключевых вопросов, важных для понимания физики детонации является электропроводность продуктов детонации. Но даже природа возникновения высокой электропроводности на настоящий момент предмет острых дискуссий. Это объясняется специфичностью условий вещества в процессе детонации, а так же отсутствием надежных методов измерений.

Ранее при исследовании проводимости, возникающей в детонационной волне, было обнаружено двойное распределение электропроводности. Оно состоит из двух зон высокой электропроводности, разделенных узкой областью с исчезающе малой электропроводностью. Первая зона - узкая обладающая высоким максимальным значением электропроводности, а вторая - широкая, со значительно меньшим, чем в первой зоне, значением электропроводности. На осциллограммах процессов измерений указанные области отделены друг от друга короткой полочкой между двумя спадами напряжений, полочка названа «особенностью». Исследования проводились контактной методикой коаксиальной измерительной ячейкой с утопленным центральным электродом. К достоинствам этой ячейки следует отнести простоту использования и возможность измерения электропроводности в нормальном, недосжатом и пересжатом режиме детонации, а также в ударно сжатом веществе

Частью исследователей полученные результаты были подвергнуты сомнению. При этом утверждалось, что «особенность» на осциллограмме определяется не исследуемым явлением, а краевым эффектом. Для подтверждения или опровержения наличия двойного распределения электропроводности, а так же, в случае наличия, выяснения его природы проведен численный эксперимент.

В численном эксперименте была промоделирована применявшаяся в исследованиях коаксиальная измерительная ячейка. Детонационная волна заменена двигающимся со скоростью детонации профилем электропроводности. В ходе численного эксперимента рассчитывалось распределение потенциала, распределение плотности тока, сопротивление измерительной ячейки и восстанавливалась экспериментальная осциллограмма. По осциллограмме восстанавливалось распределение электропроводности таким же способом, как и в натурных экспериментах. Экспериментальная осциллограмма восстанавливалась по той причине, что она является первичным носителем информации.

Задача состоит в получении распределения электрического потенциала при заданной конфигурации электродов и электропроводности. Для его нахождения решалось уравнение . В этой постановке конфигурация электродов и изоляторов определяет граничные условия, а распределение электропроводности свободные члены. В работе рассматривался случай с коаксиальными электродами, и поэтому уравнение решалось в цилиндрических координатах. Считается, что электропроводность является функцией координаты z, . Полученное уравнение в плоскости решалось конечно-разностными методами, с введением равномерной квадратной сетки. Для решения задачи была написана программа на языке С++.

Результатами работы программы являются распределения потенциала, электрического поля, плотности тока и плотности свободных зарядов. Важнейшим результатом численного эксперимента является наличие особенности на осциллограмме процесса при двойном распределении электропроводности. При однократном распределении особенность на осциллограмме не возникает. Кроме того, при последующем восстановлении электропроводности по осциллограмме так же получены две зоны электропроводности разделенные зоной с низкой электропроводностью. Таким образом, мы считаем, что факт двойного распределения электропроводности в детонационной волне получил независимое подтверждение. К сожалению, было обнаружено негативное влияние краевого эффекта на точность восстановления электропроводности. Поэтому в ходе моделирования была предложена новая измерительная ячейка, призванная повысить точность восстанавливаемой электропроводности. Важной особенностью предложенной ячейки является возможность измерять электропроводность дважды за один эксперимент: в момент натекания зоны электропроводности на электроды и в момент схода с них. Проведенное моделирование новой ячейки показало её более высокую точность восстановления электропроводности. В сходящей с электродов детонационной волне восстанавливаемая электропроводность практически совпадает с заданной.

В настоящее время проводятся эксперименты с использованием новой измерительной ячейки.

Примечание. Тезисы докладов публикуются в авторской редакции

Ваши комментарии Обратная связь

[Головная страница] [Конференции]

© 1996-2000, Институт вычислительных технологий СО РАН, Новосибирск
© 1996-2000, Сибирское отделение Российской академии наук, Новосибирск