Личный кабинет
Подробное описание документа
Федоров А. В.
Волновые процессы в газовзвесях частиц металлов : монография / Федоров А. В., Фомин В. М., Хмель Т. А. - Новосибирск : Параллель, 2015. - 305 с. ил. - Библиогр.
В монографии изложены теоретические основы, численные методы и результаты математического моделирования ударно-волновых и детонационных процессов в газовзвесях металлических частиц. Представлены оригинальные результаты, касающиеся анализа ударно-волновых течений с учетом неравновесных процессов плавления/кристаллизации и горения, а также явления гетерогенной детонации в монодисперсных и полидисперсных газовзвесях. Исследования охватывают вопросы структуры и режимов распространения стационарных волн, задачи инициирования, устойчивость стационарных и нестационарных плоских волн, течения ячеистой детонации, проблемы дифракции и распространения в каналах изменяемой геометрии.
Основные подходы для исследования базируются на уравнениях механики взаимопроникающих континуумов, вытекающих из законов сохранения. Описание неравновесных процессов химических превращений проводится в рамках моделей приведенной кинетики, верифицированных по экспериментальным данным. Представлены физико-математические модели плавления/кристаллизации частиц металлов, модели воспламенения и детонации взвесей частиц алюминия.
Проведено теоретическое исследование течений при ударно-волновых процессах в газовзвесях твердых и жидких частиц, испытывающих фазовые превращения. Дан анализ различных типов ударных волн в смеси газа и твердых частиц с учетом реального вида кинетического уравнения плавления. Определены особенности ударно-волновых структур в неравновесных смесях с плавлением/кристаллизацией.
В рамках одномерных стационарных и нестационарных течений проведен анализ структур плоских волн детонации в газовзвесях частиц, характеризуемых неполным сгоранием (частиц угольной пыли и алюминия). Особое внимание уделено влиянию релаксационных процессов межфазного взаимодействия на типы детонационных течений.
Представлены результаты численного моделирования двумерных течений ячеистой детонации. Проводится сопоставление с процессами газовой детонации и выявление присущих взвесям специфических свойств. Для монодисперсных взвесей на основе анализа зависимости размера ячейки от размера частиц установлено влияние всех протекающих процессов релаксации на масштаб ячеистой структуры и ее характер.
В задачах о распространении гетерогенной детонации в объемах комплексной геометрии показаны существенные отличия от процессов газовой детонации, обусловленные наличием дополнительных процессов релаксации. В частности, при выходе гетерогенной детонации в свободное пространство критические число ячеек может быть в несколько раз ниже.
Для полидисперсных взвесей определено влияние распределения частиц по размерам на характеристики детонации, описано и методами акустики обосновано свойство вырождения ячеистой детонации. Предельным проявлением свойства вырождения является устойчивое распространение плоской волны детонации в смесях с большим разбросом в размерах частиц.
Изложены численные технологии расчетов одномерных и двумерных течений, включающие схемы класса TVD (в том числе их модификации для иерархии моделей механики: равновесных по скоростям или температурам), схемы Мак-Кормака и Джентри-Мартина-Дэйли для частиц, а также алгоритмы параллельных вычислений. Приводятся некоторые данные тестовых расчетов.
В целом изложенные в монографии постановки задач, методы и результаты позволяют представить различные аспекты ударно-волновых и детонационных явлений в монодисперсных и полидисперсных газовзвесях химически активных частиц.
Монография может быть полезна для студентов, аспирантов и научных работников, связанных с теоретическими и прикладными исследованиями динамических процессов в газовзвесях.
533.6.011.72 Волны сжатия (ударные волны) и скачки уплотнения (формы скачков уплотнения)1 экз.
- Преподавательский абонемент ауд.305л, УЛК, ауд. 305л
- Читальный зал ауд.305л, УЛК, ауд. 305л
