Сходящаяся цилиндрическая детонационная волна: численное моделирование, эксперимент

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Проведено численное моделирование формирования и распространения детонационной волны с обратной кривизной фронта при многоточечном инициировании цилиндрического заряда взрывчатого вещества. Модули инициирования отпечатаны на 3D-принтере из инертного материала. На основе специально проведенных экспериментов уточнены параметры уравнений состояния используемого взрывчатого вещества и материала линзы. Моделированием выявлены основные особенности работы одиночного модуля инициирования и в составе экспериментальной сборки и получено экспериментальное подтверждение формирования “гладкой” детонационной волны с обратной кривизной фронта.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. Г. Султанов

Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: sultan@ficp.ac.ru
Россия, Черноголовка

С. В. Дудин

Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии Российской академии наук

Email: sultan@ficp.ac.ru
Россия, Черноголовка

В. А. Сосиков

Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии Российской академии наук

Email: sultan@ficp.ac.ru
Россия, Черноголовка

С. И. Торунов

Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии Российской академии наук

Email: sultan@ficp.ac.ru
Россия, Черноголовка

Е. В. Василенок

Московский физико-технический институт

Email: sultan@ficp.ac.ru
Россия, Долгопрудный

Д. Ю. Рапота

Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии Российской академии наук

Email: sultan@ficp.ac.ru
Россия, Черноголовка

А. В. Размыслов

Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии Российской академии наук

Email: sultan@ficp.ac.ru
Россия, Черноголовка

Список литературы

  1. Медведев С.П., Хомик С.В., Максимова О.Г. и др. // Хим. физика. 2023. Т. 42. № 8. С. 56. https://doi.org/10.31857/S0207401X23080083
  2. Медведев С.П., Иванцов А.Н., Андержанов Э.К. и др. // Хим. физика. 2022. Т. 41. № 12. С. 56. https://doi.org/10.31857/S0207401X2212007X
  3. Зельдович Я.Б. // ЖЭТФ. 1942. Т. 12. №. 9. С. 389.
  4. Dudin S.V., Sosikov V.A., Torunov S.I. // J. Phys.: Conf. Ser. 2017. V. 946. 012057. https://doi.org/10.1088/1742-6596/946/1/012057
  5. Shutov A.V., Sultanov V.G., Dudin S.V. // J. Phys.: Conf. Ser. 2016. V. 774. 012075. https://doi.org/10.1088/1742-6596/774/1/012075
  6. Sosikov V.A., Torunov S.I., Dudin S.V. // J. Phys.: Conf. Ser. 2018. V. 1147. 012027. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1147/1/012027
  7. Dudin S.V., Sosikov V.A., Torunov S. I. // J. Phys.: Conf. Ser. 2016. V. 774. 012074. https://doi.org/10.1088/1742-6596/774/1/012074
  8. Губачев В.А., Бондаренко Н.М., Филиппов В.А., Галкин Е.А. Устройство для формирования взрывной волны. Патент RU2451895C1. Россия // 2012.
  9. Крутик М.И., Аринин В.А., Ткаченко Б.И., Дудин С.В. // Горение и взрыв. 2024. Т. 17. № 2. С. 78. https://doi.org/10.30826/CE24170212
  10. Heylmun J., Vonk P., Brewer T. blastFoam: An OpenFOAM Solver for Compressible Multi-Fluid Flow with Application to High-Explosive Detonation. Synthetik Applied Technologies LLC. 2019.
  11. Heylmun J., Vonk P., Brewer T. blastFoam User Guide. Synthetik Applied Technologies LLC. 2019.
  12. Уткин А.В., Мочалова В.М., Торунов С.И. // Хим. физика. 2011. Т. 30. № 6. С. 72.
  13. Ермолаев Б.С., Комиссаров П.В., Басакина С.С., Лавров В.В. // Хим. физика. 2023. Т. 42. № 9. С. 63. https://doi.org/10.31857/S0207401X23090029
  14. Ермолаев Б.С., Комиссаров П.В., Басакина С.С., Лавров В.В. // Хим. физика. 2024. Т. 43. № 3. С. 87. https://doi.org/10.31857/S0207401X24030096
  15. Dobratz B.M. LLNL Explosive Handbook: Properties of Chemical Explosives and Explosive Simulants. L.: LLNL, 1981.
  16. Султанов В.Г., Дудин С.В., Сосиков В.А., Торунов С.И., Василенок Е.В., Размыслов А.В., Рапота Д.Ю. // Физика горения и взрыва. 2023. Т. 59. № 4. С. 131. https://doi.org/10.15372/FGV2022.9254
  17. Дудин С.В., Сосиков В.А., Торунов С.И. // Физика горения и взрыва. 2019. Т. 55. № 4. С. 146. https://doi.org/10.15372/FGV20190419

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Экспериментальная сборка для формирования цилиндрической детонационной волны: a – полная сборка с 18-ю узлами инициирования (по кругу) и основным зарядом (в центре); б – единичный модуль инициирования, распечатанный на 3D-принтере: линза (сверху) и конический раструб (снизу).

Скачать (522KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Экспериментальное определение ударной адиабаты пластика. a – Схема эксперимента: алюминиевый ударник 4 со скоростью 1130 м/с ударяет по алюминиевому экрану 1; 2 – исследуемый образец (пластик); 3 – водяной экран. Луч лазера, регистрирующий движение фольги, светит справа сквозь водяной экран на алюминиевую фольгу (между пластиком и водяным экраном, на рисунке не отображено), играющую роль отражающего элемента; б – эксперимент – профиль полученной скорости.

Скачать (623KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Экспериментальное определение скорости ударной волны в линзе: a – схема эксперимента, б – профили полученной скорости, сплошная кривая – центр линзы, штриховая – 8 мм от центра линзы.

Скачать (744KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Численное моделирование. Положение фронта ударной (a) и детонационной (б, в) волн в разные моменты времени для сборки (продольный срез по центру) с незаполненными ВВ промежутками между модулями инициирования: a – 8 мкс, б – 9 мкс, в – 10 мкс. Темным цветом отображены ударно-волновые линзы и модули инициирования.

Скачать (657KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Численное моделирование. Положение фронта ударной (a) и детонационной (б, в) волн на разные моменты времени для сборки (продольный срез по центру) с заполненными ВВ промежутками между точками инициирования: a – 8 мкс, б – 9 мкс, в – 10 мкс. Темным цветом отображены ударно-волновые линзы и модули инициирования.

Скачать (667KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Схема единичного модуля инициирования: 1 – ввод детонационного шнура, 2 – корпус модуля инициирования, 3 – пластическое ВВ, 4 – линза из полимерного материала, 5 – часть прессованного (основного) заряда. Положение детонационной волны: А – в ПВВ, В – в линзе, С – в основном заряде ВВ.

Скачать (447KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Результаты эксперимента: a – ДВ касается вершины линзы; б – ударная волна выходит на цилиндрическую боковую поверхность заряда, в – ДВ движется по основному заряду.

Скачать (1MB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025