Файл: Подводные и подземные взрывы сб. ст.pdf

а период обратно пропорционален гидростатическому давлению в степени 5/6. Наши численные результаты находятся в хорошем согласии с этими выводами для

Рис. 13. Давление на фронте ударной волны в воде (/) н на гра­ нице раздела тетрил — вода (2) как функция времени для ранних моментов времени.

максимума радиуса пузыря, но находятся в плохом согласии с ними для периодов, как показано в табл. 111. Периоды, полученные по расчетам, обратно пропор­ циональны гидростатическим давлениям в степени

0,877.

72 Ч. Л. МЕПДЕР

VI. ВЫВОДЫ

Согласие между наблюдениями за поведением под­ водного взрыва в течение длительного времени и по­ дробными расчетами одномерных движений сжимаемой жидкости с использованием нашего лучшего уравнения состояния для продуктов детонации взрывчатого веще­ ства и описания расходящейся детонационной волны дает основание предполагать, что рассчитанное распре­

его можно было использовать в будущих исследованиях многомерных задач о механизмах образования волн при подводных взрывах.

Хотя такое согласие и является необходимым, оно, конечно, не достаточно для исключения возможности того, что вычисленное распределение энергии является неточным.

В настоящее время усиленно изучается детонация при расходящейся геометрии и с выделением зоны реак­ ции, и это должно обеспечить лучшее понимание теоре­ тических вопросов расходящихся детонационных волн.

Список литературы

1. Mader Ch. L., Detonation properties of condensed explosives com­ puted using the Becker — Kistiakowsky — Wilson equation of sta­ te, Los Alamos Scientific Laboratory Report LA-2900, 1963.

2.Rice M. H., Walsh J. M., Equation of state of water to 250 kilobars, J. Client. Phys., 26, 824 (1957).

3.Walsh J. M„ Christian R. H., Equation of state of metals from shock wave measurements, Phys. Rev., 97, 1554 (1955).

4.Mader Ch. L., Gage W. R., FORTRAN SIN. A one-dimensional hydrodynamic code for problems which include chemical reactions, elastic-plastic flow, spalling, and phase transitions, Los Alamos Scientific Laboratory report LA-3720, 1967.

5Mader Ch. L., Comment on paper of Lee and Hornig, Twelfth Symposium (Internationa!) on Combustion, The Willliams and Wilkins Company, Baltimore, Md., 1968, p. 499.

6Курант P., Фридрихе К., Сверхзвуковое течение и ударные вол­ ны, ИЛ, М., 1950.

7. Mader Ch. L., Oneand two-dimensional flow calculations of the reaction zones of ideal gas, nilromethane and liquid TNT de tonations. Twelfth Symposium (International) on Combustion, The Williams and Wilkins Company, Baltimore, Md., 1968, p. 701.

on Detonation, ONR report DR-163, 1970.

9.Mantel L. W„ Davis \V. C., Spherical explosions in water, Fifth Symposium (International) on Detonation ONR DR-163, 1970.

10.Harlow F. H„ Arnsden A. A., Numerical calculations of almost incompressible flow, J. Comp. Phys., 3, 80 (1968).

11.Sternberg H. M., Walker W. A., Artificial viscosity method cal­ culation of an underwater detonation. Fifth Symposium (Interna­ tional) on Detonation, ONR Report DR-163, 1970.

12.Коул P., Подводные взрывы, ИЛ, M., 1950.

13.Pritchett J. W., Incompressible calculations of underwater explo­ sion phenomena, Second International Conference on Numerical Methods in Fluid Dynamics, 1970; см. русский перевод на стр. 44

настоящего сборника.

В настоящей работе сообщается об исследовании ранней стадии взаимодействия продуктов детонации на их границах раздела с водой и воздухом, а также об изучении профиля возникающей волны вблизи заряда. Начальный этап этого исследования был изложен в ра­ боте [1].

Чтобы выяснить целесообразность проведения гидро­ динамических расчетов с учетом сжимаемости при по­ мощи методов, развитых в течение последних 15 лет для описания явления детонации и уравнения состоя­ ния, мы рассчитали раннюю стадию поведения расходя­ щейся волны при детонации и сравнили найденные ре­ зультаты с экспериментальными данными, полученными рентгенографическим методом. Для ударной волны в воде, которая возникает при расходящейся детонации, результаты расчетов сравнивались также с детальными данными измерений при близких временах и с данными измерений при далеких временах, когда взаимодействие продуктов детонации и воды происходило после по край­ ней мере одного полного колебания пузыря. Обнару­ женное согласие наблюдаемого поведения течения при подводной детонации для близких и далеких времен с результатами детального одномерного гидродинами­ ческого расчета с учетом сжимаемости позволяет пред­ полагать, что рассчитанное распределение энергии меж­ ду продуктами детонации и водой является достаточно точным для того, чтобы его можно было использовать при многомерном анализе механизмов образования волн.

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ, ПОЛУЧЕННЫЕ НА УСТАНОВКЕ PHERMEX

В Лос-Аламосской лаборатории имеется рентгено­ графическая установка PHERMEX (импульсная рентге­ нографическая машина с высокой энергией, испускаю­ щая рентгеновские лучи), описание которой дано в ра­ боте [2]. Она представляет собой установку, в которой импульс рентгеновских лучей создается за счет удара

овольфрамовую мишень диаметром 0,7 мм электронов

сэнергией 27 МэВ, образующихся в линейном ускорителе

детонации. Детонационная волна достигала наружной поверхности взрывчатого вещества через 1,5 мне. На

Рис. 4. Радиус ударной волны в воде и границы раздела между продуктами детонации и водой, построенные как функция от вре­

а —радиус ударной волны в воде; Ф —данные, полученные на установке PHERMEX; 6 —радиус пузыря; данные вдоль горизонтальной (верхняя черточка) и вертикальной (нижняя черточка*) осей рентгенограмм, полученные на уста­ новке PHERMEX.

рентгенограмме (рис. 3), снятой через 61,3 мкс после начала детонации, сферический заряд погружен в воду ка две трети диаметра. По рентгенограммам можно оп­ ределить положение границы раздела между продукта­ ми детонации и водой, всплесковую волну и ударную

волну в воде. На рис. 1—3 показаны статические и ди­ намические рентгенограммы и схемы, изображающие характерные детали этих рентгенограмм.

Мы провели также одномерные расчеты по схеме SIN (аналогично тому, как это было описано в работе [1]) для случаев взрыва сферического заряда в воде при давлении 1 атм и в воздухе при атмосферном давлении в Лос-Аламосе. В уравнении состояния для воды были взяты те же значения параметров, которые были использованы в работе [1]. Применявшиеся значения