3 / 23
Воздействие подводного взрыва на гидродинамику и характер распространения…
Инженерный журнал: наука и инновации
# 11·2017 3
Физические явления, связанные с гидродинамикой подводно-
го взрыва.
При исследовании явлений, возникающих в результате
взрыва под водой [7], процесс детонации ВВ представляет интерес
главным образом с точки зрения определения физических условий на
границе между ВВ и водой, окружающей подводную часть морского
комплекса. В результате взрыва исходная масса ВВ превращается в
весьма горячую массу газов, находящихся под колоссальным давле-
нием. Совершенно очевидно, что эти газы не могут не оказывать воз-
действия на морские объекты.
Если средой, где осуществляется взрыв, является вода, то необ-
ходимо изучение тех изменений, которые происходят именно в воде
в результате воздействия особых сил или смещений, характерных для
процесса взрыва. Если вода рассматривается как однородная жид-
кость, в которой отсутствуют касательные напряжения, то изменения
объема среды будут зависеть от смещения его границ под действием
потока. Кроме того, изменения давления, действующего на опреде-
ленную массу жидкости, приводят к ее сжатию и изменению объема.
Сжимаемость воды позволяет сделать заключение о том, что давле-
ние, приложенное к определенному участку среды, будет передавать-
ся другим ее точкам в виде волнового движения, обладающего ко-
нечной, но большой скоростью; распространение волны вызывает
местное движение воды и изменение давления. При достаточно ма-
лом давлении скорость распространения волны практически не зави-
сит от значения давления и равна примерно 1494 м/с при температуре
морской воды 18 °С. Это физическое состояние характерно для рас-
пространения звука в воде, однако изменения температуры и давле-
ния вызывают изменение скорости волны. Если движение потока
одномерно и возникают плоские волны, то амплитуда и форма волны
в процессе движения не подвергаются значительным изменениям.
Однако в случае распространения волн от сферического источни-
ка их амплитуда уменьшается с увеличением расстояния от него;
движение воды видоизменяется под влиянием изменения разности
давлений, возникающей в результате сферической дивергенции. Это
явление известно под названием
волны течения запаздывающего по-
тока
. В области воды, окружающей место взрыва, значения давления
столь велики, что скорость волны нельзя считать не зависящей от
давления. С точки зрения физики возникновение этого явления свя-
зано с тем, что форма волны зависит от интенсивности явления и
смещения воды по мере распространения волны. Для волн конечной
амплитуды эти усложнения приводят к более сложным математиче-
ским выражениям по сравнению с теми, которые используются при
изучении распространения волн малой амплитуды [4–8].
Если возмущения, воздействующие на воду, изменяются настоль-
ко медленно, что состояние движения воды может прийти в соответ-