Геометрия детонационного фронта и проблема инициирования детонации

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorВолков, В. Э.
dc.contributor.authorКоваленко, А. В.
dc.contributor.authorVolkov, Viktor E.
dc.contributor.authorKovalenko, Anastasiia V.
dc.date.accessioned2021-05-26T10:25:46Z
dc.date.available2021-05-26T10:25:46Z
dc.date.issued2019
dc.descriptionВолков, В. Э. Геометрия детонационного фронта и проблема инициирования детонации = Geometry of detonation front and the detonation initiation problem / В. Э. Волков, А. В. Коваленко // Зб. наук. пр. НУК. – Миколаїв : НУК, 2019. – № 3 (477). – С. 51–57.uk_UA
dc.description.abstractАнотація. Мета роботи – розробка методу теоретичної оцінки розміру детонаційної комірки, що дозволяє розв’язати задачу про ініціювання детонації в широкому каналі або у круглій трубі великого діаметра, а також у відкритому просторі. Методика. Задачу розв’язано методами класичної теорії гідродинамічної стійкості із застосуванням лінійної алгебри, теорії диференціальних рівнянь і теорії функцій комплексної змінної. З математичного погляду задача про стійкість детонаційної хвилі зводиться, залежно від моделі стаціонарної детонації, до задачі на власні значення для системи звичайних лінійних однорідних диференціальних рівнянь або для системи звичайних лінійних однорідних алгебраїчних рівнянь. У першому випадку задача розв’язується наближено (аналітично застосовується метод Ейлера розв’язання системи звичайних диференціальних рівнянь), а у другому – точно. Корені отриманих таким чином для відшукання власних значень характеристичних рівнянь, що містять у лівій частині поліноми або квазіполіноми, визначаються застосуванням стандартних числових методів. Результати. Запропонований метод не тільки дозволяє розраховувати пульсаційну комірчасту структуру газової детонації й оцінювати середній розмір детонаційної осередки, а й пояснює наявність граничних детонаційних режимів – спину та галопу. Доведено обернено пропорційну залежність розміру комірки від початкового тиску первинної газової суміші. Отримані результати узгоджені з даними експериментів і з результатами числового моделювання поширення детонаційних хвиль у каналах і трубах. Наукова новизна. Удосконалено метод теоретичної оцінки розміру детонаційної комірки, заснований на теорії гідродинамічної стійкості, що дозволило розробити комплексну методику розв’язання задачі про ініціювання детонації в широких трубах і каналах та у відкритому просторі. Можливість ініціювання детонації за виходу у широку трубу (канал) або у відкритий простір визначається співвідношенням між діаметром вихідної труби (каналу) і розміром детонаційної комірки. Практична значимість. Запропонований метод може бути використаний для створення інтелектуальних систем підтримки увхалення рішень із питань вибухобезпеки і вибухозахисту.uk_UA
dc.description.abstract1Abstract. The purpose of this article is to develop a method for theoretical estimation of the detonation cell size, which allows to solve the problem of the detonation initiation in a wide channel or a round pipe of large diameter, as well as in open space. Methodology. The problem is solved by the methods of the classical hydrodynamic stability theory using linear algebra, the theory of differential equations and the theory of the complex variable functions. From a mathematical point of view, the problem of the stability of a detonation wave reduces, depending on the model of stationary detonation, to the eigenvalue problem either for a system of ordinary linear homogeneous differential equations, or for a system of ordinary linear homogeneous algebraic equations. In the first case, the problem is solved approximately (the Euler method is used analytically for solving a system of ordinary differential equations), and in the second, exactly. The roots of the obtained in this way to find the eigenvalues of the characteristic equations containing polynomials or quasipolynomials on the left side are determined using standard numerical methods. Results. The proposed method not only allows to calculate the pulsating cellular structure of gas detonation and to estimate the average size of the detonation cell, but also explains the presence of limiting detonation regimes – spin and gallop. The inverse proportional dependence of the cell size on the initial pressure of the combustible gas mixture is proved. The results obtained are consistent with experimental data and with the results of numerical simulation of the detonation waves propagation in channels and pipes. Scientific novelty. The method of theoretical estimation of the detonation cell size, based on the hydrodynamic stability theory, has been improved, which made it possible to develop a comprehensive methodology for solving the problem of the detonation initiation in wide pipes and channels and in open space. The possibility of initiating detonation when entering a wide pipe (channel) or into open space is determined by the ratio between the diameter of the output pipe (channel) and the size of the detonation cell. Practical significance. The proposed method can be used to create decision support systems on issues of explosion safety and explosion protection.uk_UA
dc.description.abstract2Аннотация. Цель работы – разработка метода теоретической оценки размера детонационной ячейки, позволяющего решить задачу об инициировании детонации в широком канале или в круглой трубе большого диаметра, а также в открытом пространстве. Методика. Задача решена методами классической теории гидродинамической устойчивости с применением линейной алгебры, теории дифференциальных уравнений и теории функций комплексной переменной. С математической точки зрения задача об устойчивости детонационной волны сводится, в зависимости от модели стационарной детонации, к задаче на собственные значения либо для системы обыкновенных линейных однородных дифференциальных уравнений, либо для системы обыкновенных линейных однородных алгебраических уравнений. В первом случае задача решается приближенно (аналитически применяется метод Эйлера решения системы обыкновенных дифференциальных уравнений), а во втором – точно. Корни полученных таким образом для отыскания собственных значений характеристических уравнений, содержащих в левой части полиномы или квазиполиномы, определяются применением стандартных численных методов. Результаты. Предложенный метод не только позволяет рассчитывать пульсационную ячеистую структуру газовой детонации и оценивать средний размер детонационной ячейки, но и объясняет наличие предельных детонационных режимов – спина и галопа. Доказана обратно пропорциональная зависимость размера ячейки от начального давления исходной газовой смеси. Полученные результаты согласуются с данными экспериментов и с результатами численного моделирования распространения детонационных волн в каналах и в трубах. Научная новизна. Усовершенствован метод теоретической оценки размера детонационной ячейки, основанный на теории гидродинамической устойчивости, что позволило разработать комплексную методику решения задачи об инициировании детонации в широких трубах и каналах и в открытом пространстве. Возможность инициирования детонации при выходе в широкую трубу (канал) или в открытое пространство определяется соотношением между диаметром выходной трубы (канала) и размером детонационной ячейки. Практическая значимость. Предложенный метод может быть использован для создания интеллектуальных систем поддержки принятия решений по вопросам взрывобезопасности и взрывозащиты.uk_UA
dc.identifier.issn2311-3405 (Print)
dc.identifier.issn2313-0415 (Online)
dc.identifier.urihttps://eir.nuos.edu.ua/handle/123456789/4206
dc.language.isoruuk_UA
dc.relation.ispartofseries536.46:544.454.3uk_UA
dc.subjectдетонацияuk_UA
dc.subjectгидродинамическая неустойчивостьuk_UA
dc.subjectдетонационная ячейкаuk_UA
dc.subjectпределы детонацииuk_UA
dc.subjectзадача на собственные значенияuk_UA
dc.subjectдетонаціяuk_UA
dc.subjectгідродинамічна нестійкістьuk_UA
dc.subjectдетонаційна коміркаuk_UA
dc.subjectграниці детонаціїuk_UA
dc.subjectзадача на власні значенняuk_UA
dc.subjectdetonationuk_UA
dc.subjecthydrodynamic instabilityuk_UA
dc.subjectdetonation celluk_UA
dc.subjectdetonation limitsuk_UA
dc.subjecteigen-value problemuk_UA
dc.titleГеометрия детонационного фронта и проблема инициирования детонацииuk_UA
dc.title1Geometry of detonation front and the detonation initiation problemuk_UA
dc.title22019
dc.typeArticleuk_UA

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Volkov.pdf
Розмір:
500.95 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
статья
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
7.05 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

№ 3 (477) 2019