Динамика ударно-волновых импульсов в трубе, содержащей зернистый слой. Эксперимент и теория

Автор: Ильяс Кадирович Гималтдинов

Соавторы: Ахметов А.Т., Родионов А.С., Мухаметзянов А.Ф., Гизатуллин Р.Ф., Валиахметова О.Ю., Кочанова Е.Ю.

Организация: Уфимский государственный нефтяной технический университет

В ударной трубе, оснащенной секцией насыпной среды (СНС) [1] ударно-волновой импульс (УВИ) малой амплитуды многократно переотражается и воздействует на пористую среду, рис.1.

Цель работы — экспериментальное и теоретическое исследование динамики воздействия переотраженных УВИ на насыпную среду (песок или стеклянные шарики).

Эксперименты проводились в вертикальной ударной трубе, оснащенной секцией насыпных сред (СНС) [1]. Ударно волновой импульс (УВИ) в насыпной среде регистрировался пьезоэлектрическими датчиками типа LH-610 системой L-CARD. Сформированный УВИ многократно переотражается от поверхности песка и верхнего торца ударной трубы. Эпюры давления в насыпной среде «основного» УВИ и переотраженного «зондирующего» импульса (ЗИ) существенно различаются, что обусловлено структурными изменениями в среде при воздействии УВИ [1]. Для математического моделирования эволюции УВИ используются уравнения механики многофазных сред. Численный метод основан на методе контрольного объема.

Установлено, что по сравнению со своей величиной у поверхности песка амплитуда УВИ, в толще песка, становиться выше почти вдвое. Максимальное усиление амплитуды переотраженной волны в насыпной среде возрастает с увеличением слоя, через которую проходит импульс до некоторой глубины, дальше начинает уменьшаться.

1. Ахметов А. Т., Гималтдинов И. К., Мухаметзянов А. Ф., Гизатуллин Р. Ф. Эффект усиления ударных волн в насыпных средах // Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки. – 2024. – Т. 519, № 1. – С. 41-46.