Математическая модель разлета осколков метеорного тела после разрушения

Инженерный журнал: наука и инновации

# 9·2017 1

УДК 519.6+523.68 DOI 10.18698/2308-6033-2017-9-1669

Математическая модель разлета осколков

метеорного тела после разрушения

1, 2, 3

, Ф.А. Максимов

1, 2

ИАП РАН, Москва, 123056, Россия

МГУ им. М.В. Ломоносова, Москва, 119992, Россия

ВЦ им. А.А. Дородницына РАН ФИЦ ИУ РАН, Москва, 119333, Россия

Для расчета обтекания системы осколков метеорного тела разработан метод мо-

делирования на системе сеток, который позволяет рассматривать тела различных

форм, размеров и масс, а также допускает достаточно произвольное относитель-

ное положение тел в потоке. Это дает возможность реализовать алгоритм со-

пряжения аэродинамического и баллистического расчетов. Алгоритм протестиро-

ван на примере задачи о разлете двух идентичных круговых цилиндров, которые

расположены на прямой, перпендикулярной набегающему потоку. Полученные зна-

чения скоростей разлета тел хорошо согласуются с теоретическими оценками.

Даны рекомендации применения метода для расчета и описания разлета двух круго-

вых цилиндров разного размера. Рассмотрена задача о разлете двух тел, имеющих

форму половинок цилиндра. Показано, что вследствие явления гистерезиса тела

должны совершать периодические колебания расходящегося характера.

Ключевые слова:

моделирование, динамика, метеорное тело, разрушение, осколки,

сверхзвук, полет

Введение.

При входе в атмосферу метеорное тело под воздей-

ствием увеличивающегося скоростного напора и теплового нагрева

разрушается. В результате разрушения может образовываться доста-

точно сложная система из многих тел (осколков). Аэродинамические

свойства каждого тела в такой системе не будут соответствовать

аэродинамическим свойствам тела, подобного по геометрии, но обте-

каемого изолированно. Необходимо учитывать взаимное влияние тел,

которое может быть значительным. Задача определения аэродинами-

ческих свойств системы таких тел (каждого и в среднем всех) являет-

ся достаточно сложной.

При исследовании движения системы из двух тел вначале следу-

ет решить задачу определения аэродинамических характеристик тел

в достаточно широком диапазоне возможных относительных поло-

жений, а затем задачу динамики фактически с учетом взаимного вли-

яния. При этом для системы из двух тел выбор их возможных отно-

сительных положений достаточно хорошо оценивается. Однако

оценку аэродинамических свойств можно осуществить только с по-

мощью экспериментальных исследований в аэродинамических тру-

бах или используя методы вычислительной аэродинамики. Примеры

экспериментальных исследований аэродинамических свойств систе-