Введение к работе
Данная работа посвящена изучению дифракции ударной волны на прямом угле в осесимметричном и трехмерном случаях для ударной волны с начальными числами Маха в диапазоне 1.4 Актуальность проблемы. Проблема дифракции ударных волн представляет интерес для исследователей в следующих областях науки и техники: -в теории пространственного взаимодействия ударных волн. -при проектировании бомбоубежищ, хранилищ взрывчатых веществ. -при проектировании и расположении объектов вблизи взрывоопасных производств, а также атомных электростанций. -при разработке глушителей двигателей внутреннего сгорания. -при разработке устройств для ослабления ударных волн возникающих при выстреле. -при прогнозировании зон относительной безопасности при извержении вулканов. -при разработке корпусов и двигателей космических ракет. Цель работы-. Основной целью данной работы было установление различий между автомодельной и неавтомодельной дифракцией ударных волн. Научная новизна и практическая ценность работы: 1.) Выявлены основные изменения структуры в зависимости от числа Маха волны для дифракции из канала круглого сечения и приведены аппроксимационные эмпирические формулы, позволяющие предсказывать изменение скорости выходящей волны в зависимости от числа Маха первоначальной плоской волны, времени и диаметра канала Проведено сравнение расчетной и экспериментальной формы волны и ее скорости в направлении переднего фронта и вдоль стенки. 2.) Впервые получены теневые фотографии дифракции ударной волны из канала с квадратной формой поперечного сечения в двух ракурсах и подробно описана структура нестационарного потока за ударной волной. 3.) Проведено сравнение основных параметров ударной волны выходящей из канала квадратного и круглого поперечного сечения с численным расчетом и с плоским случаем. Получены аппроксимационные формулы зависимости от времени числа Маха дифрагированной волны в основных направлениях (параллельно стороне и диагонали квадрата и в направлении переднего фронта) в зависимости от числа Маха первоначальной волны в безразмерных переменных. 4.) Обнаружены закономерности ослабления ударных волн в различных направлениях в зависимости от формы поперечного сечения канала. Установлены зоны относительной безопасности в направлении диагоналей квадратного канала Полученный набор экспериментальных данных может быть использован для проверки имеющихся кодов численных расчетов и служить для построения новых математических моделей. Обнаруженные закономерности ослабления ударных волн в различных направлениях в зависимости от формы поперечного сечения канала должны учитываться при разработке различных устройств, которые могут подвергаться воздействию ударных волн. Апробация результатов работы: l.)T.V.Bazhenova, V.V.Golub, A..M.Shulmeister, T.A.Bormotova, S.V.Bazarov. Interference studies of interaction between an impulsive supersonic jet and flate plate. " Int. Seminar on Optical Methods and Data Processing in Heat and Fluid Flow. Transactions J.Mech. and Comb.,London,1996, pp.327-334. 2.)T.V.Bazhenova, V.V.Golub, A.M.Shulmeister, S.V.Bazarov, T.A..Bormotova. Interference studies of three-dimentional shock wave difrraction."Flow visualisation VII", ed. by J.Crowder, Begel House Inc., 1995, pp.296-301. 3.)T.B. Баженова, Т.А.Бормотова, В.В.Голуб, А.М.Шульмейстер. Исследование нестационарной структуры трехмерной дифракции ударных волн теневым методом. 4 научная конференция "Оптические методы исследования потоков". Москва, 1997, стр.39-41. 4.)V.V. Golub, T.V. Bazhenova, T.A. Bormotova, A.M. Shulmeister, S.B. Sherbak. Shock wave diffraction over a 90 degree sharp comer in 3D case. ICEFM ГГТ (Третья Международная Конференция по Экспериментальной Механике Жидкости), Калининград Мос.обл., 1997. 5.)T.V.Bazhenova, V.V.Golub, T.A.Bormotova, N.V.Osminina, A.M.Shulmeister, S.B.Sherbak. Nonselfcimilar diffraction of the shock waves. In: 21th ISSW, Great Keppel, Australia, 1997, p. 1-6. 6.)T.A.Bormotova, T.V.Bazhenova, V.V.Golub, S.B.Shcherbak; High speed imaging of spatial developed diffracted shock wave structure near the 90 edge., 8-th Int. Symp. on Flow Visualization., Printed proceedings., Sorrento, Italy, September 1-4,1998, pp.30-33.