Численное моделирование взрыва в воздухе с использованием разностной схемы повышенного порядка аппроксимации
Авторы: Меньшаков С.С., Таран В.А.
Опубликовано в выпуске: #5(161)/2025
Раздел: Механика | Рубрика: Механика жидкости, газа и плазмы
Рассмотрено численное решение задачи о взрыве заряда ТНТ радиусом 0,04 м применительно к взрыву заряда конденсированного взрывчатого вещества в воздухе, с использованием разностной схемы повышенного порядка аппроксимации. Решение дано в плоской 2D-постановке, в которой размер расчетной области квадратной формы был равен 6 м. Предварительно было проведено тестирование численного алгоритма на специализированных тестовых задачах, где воспроизводились ударные скачки, волны разрежения, контактные разрывы и вихревые структуры в двумерных областях, которые затем сравнивались с известными результатами. Показано, что разработанный алгоритм повышенного порядка аппроксимации дает преимущества по детализации ударно-волновой картины течения сред.
EDN LRPRRI
Литература
[1] Гельфанд Б.Е., Сильников М.В. Газовые взрывы. Санкт-Петербург, Астерион, 2007, 240 с.
[2] Орленко Л.П., ред. Физика взрыва. Изд. 3-е, испр. В 2 т. Т. 1. Москва, Физматлит, 2004, 832 с.
[3] Ждан С.А. Расчет взрыва газового сферического заряда в воздухе. ПМТФ, 1976, № 6, с. 69–74.
[4] Селиванов В.В., Охитин В.Н. Математическое моделирование случайных газовых взрывов. ФГВ, 1995, т. 31, № 6, с. 155–161.
[5] Горев В.А. Сравнение воздушных волн от разных источников. ФГВ, 1982, т. 18, № 1, с. 94–101.
[6] Садин Д.В., Голиков И.О., Широкова Е.Н. Тестирование гибридного метода крупных частиц на двумерных задачах Римана. Научно-технические ведомости СПбГПУ. Физико-математические науки, 2021, т. 14 (1), с. 58–71.
[7] Годунов С.К. Разностный метод численного расчета разрывных решений гидромеханики. Математический сборник, 1959, т. 47 (89), № 3, с. 271–306.
[8] Liska R., Wendroff B. Comparison of several difference schemes on 1D and 2D test problems for the Euler equations. SIAM Journal on Scientific Computing, 2003, vol. 25, no. 3, pp. 995–1017.
[9] Shi J., Zhang Y.-T., Shu C.-W. Resolution of high order WENO schemes for complicated flow structures. Journal of Computational Physics, 2003, vol. 186, no. 2, pp. 690–696.
[10] Kermani M.J., Gerber A.G., Stockie J.M. Thermodynamically based moisture prediction using Roe’s scheme. In: The 4th Conference of Iranian AeroSpace Society, Amir Kabir University of Technology, Tehran, Iran, 2003, January 27–29.
[11] Titarev V.A., Toro E.F. Finite-volume Weno schemes for three-dimensional conservation laws. Journal of Computational Physics, 2004, vol. 201, pp. 238–260.
[12] Shu C.W. Total-variation-diminishing time discretization’s. SIAM Journal on Scientific and Statistical Computation, 1988, vol. 9, pp. 1073–1084.
[13] Berger M.J., Oliger J. Adaptive mesh refinement for hyperbolic partial differential equations. Journal of Computational Physics, 1984, vol. 53 (3), pp. 484–512.
[14] The HLLC Riemann Solver. Eleuterio TORO. Laboratory of Applied Mathematics. University of Trento, Italy. toro@ing.unitn.it http://www.ing.unitn.it/toro August 26, 2012.
[15] Колпаков В.И., Рубцов А.А., Ладов С.В. Математическое моделирование кумулятивных зарядов. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1998, 36 с.