Современные проблемы прикладной математики и механики: теория, эксперимент и практика

Международная конференция, посвященная 80-летию академика Н.Н.Яненко.
Новосибирск, Академгородок, 24 - 29 июня 2001 года.

Тезисы докладов

Доклады новосибирских участников

Численное моделирование процесса поднятия пыли за проходящей ударной волной

Федоров А.В., Федорова Н.Н., Федорченко И.А.

Институт теоретической и прикладной механики СО РАН,
Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет (Новосибирск)

Актуальность рассматриваемой задачи связана с проблемой взрыво- и пожаробезопасности в шахтах и на запыленных производствах. При взаимодействии ударной волны (УВ), возникшей при проведении технологических работ, со слоем частиц, лежащих на поверхности, происходит подъем пыли. Если температура и концентрация частиц, взвешенных в воздухе, достаточно велики, это может привести к взрыву пылевого облака.

Механизм образования пылевзвеси за проходящими УВ исследован экспериментально и аналитически многими авторами. В [1] процесс поднятия пыли объясняется действием системы волн сжатия и разрежения, образующейся в результате последовательного отражения от твердой поверхности и границы облака частиц головной УВ. Кроме того, поднятие частиц пыли вверх свзывают с действием на каждую отдельную частицу сил Саффмана, Магнуса, турбулентной диффузии и др.

Целью настоящих исследований является проверка методами математического моделирования гипотез, объясняющих механизмы поднятия частиц. В рамках односкоростной модели механики гетерогенных сред решены одно- и двумерная задачи о взаимодействии УВ со слоем частиц.

На основе проведеных расчетов были выдвинуты несколько гипотез,объясняющих процесс поднятия пыли. Первая связана с образованием в зоне отражения головной УВ от твердой поверхности интенсивной вертикальной скорости, которая может привести к выбросу более крупных частиц пыли вверх. Кроме того, существенный подъем мелких частиц происходит в нестационароном вихре, в которое сворачивается передний фронт запыленной струи. И, наконец, еще одной причиной подъема частиц может служить неустойчивостью Кельвина-Гельмгольца сдвигового слоя, которая развивается под действием внутренних волн и внешних возмущений.

1. Борисов А.А., Любимов А.В., Когарко С.М., Козенко В.П. О неустойчивости поверхности сыпучей среды при скольжении по ней ударных и детонационных волн // ФГВ. 1967. Т3, N 1. С.149-151.

Дополнительные материалы: PDF (299 kb)
Примечание. Тезисы докладов публикуются в авторской редакции

Ваши комментарии
Обратная связь

[Головная страница]
[Конференции]