Численное моделирование эволюции облака при наземном взрыве ракеты-носителя
DOI:
https://doi.org/10.26577/jmmcs-2017-3-478Ключевые слова:
взрыв, Протон-М, эволюция, облако, турбулентностьАннотация
В данной работе рассматривается эволюция облака под действием силы плавучести, с учетом
турбулентного перемешивания и адиабатического расширения. Численное моделирование
осуществляется на основе решения трехмерного отфильтрованного нестационарного урав-
нения Навье-Стокса, уравнения неразрывности, уравнения концентрации, уравнения энталь-
пии, уравнения состояния для сжимаемых сред. Модифицированный решатель основан на
библиотеке решения задач математической физики OpenFOAM. Для замыкания основных
уравнений используется вязкостная модель турбулентности. Получена зависимость высоты
подъема огненного шара в атмосфере от термодинамических параметров, при взрыве ракеты-
носителя «Протон-М» 2-го июля 2013г.
Библиографические ссылки
[1] Tekhnicheskiye pravila vedeniya vzryvnykh rabot na dnevnoy poverkhnosti / pod red. F.A. Avdeyeva.- M: Nedra. 1972.
–P. 239.
[2] Ershin. Sh.A.. Sakipov. Z.B. Issledovaniye nachalnogo uchastka turbulentnoy strui szhimayemogo gaza // Zhurnal
tekhnicheskoy fiziki. – 1959. – Vol. 2.No.1. - P. 21-23.
[3] Ferziger and Peric, Computational Methods for Fluid Dynamics. - 3., rev. ed. – Berlin; Heidelberg; New York; Barcelona;
Hong Kong; London; Milan; Paris; Tokyo: Springer, 2002. ISBN 3-540-42074-6,-P.251-253.
[4] Fizika vzryva / pod red. L.P. Orlenko. – M.: FIZMATLIT. 2002. - Izd. 3-e. pererabotannoye. - Vol. 1. -P. 832.
[5] Garnier, E., Adams, N., and Sagaut, P.: Large Eddy Simulation for Compressible Flows, doi:10.1007/978-90-481-2819-8,
Springer, the Netherlands,2009. -P.276.
[6] Gostintsev Yu.A.. Solodovnik A.F. Moshchnyy turbulentnyy termik v ustoychivo stratifitsirovannoy atmosfere. Chislennoye
modelirovaniye // PMTF. 1987. Vol.1. -P.47.
[7] Issa, R.I., Gosman, A.D., and Watkins, A.P. The Computation of Compressible and Incompressible Recirculating Flow
by a Non-Iterative Implicit Scheme, Journal of Computational Physics, 1986, -Vol.62. -P.66-82.
[8] Lapin, Yu.V.. Strelets, M.Kh. Vnutrenniye techeniya gazovykh smesey. – M.: Nauka. 1989, -P.368.
[9] Moin, P., Squires, K., Cabot, W., and Lee, S.: A dynamic subgrid scale model for compressible turbulence and scalar
transport, Phys. Fluids A-Fluid,1992. Vol.3, -P.2746, doi:10.1063/1.858164.
[10] Machta L. Eintrainment and the maximum height of an atomic cloud // Bull. Amer. Meteor. Soc. 1950. -Vol. 31. № 6. -P.
215–216.
[11] Nicoud, F. and Ducros, F.: Subgrid-scale stress modelling based on the square of the velocity gradient tensor, Flow Turbul.
Combust.,1999. -Vol. 62. P. 183–200, doi:10.1023/A:1009995426001.
[12] Onufriyev, A.T. Teoriya dvizheniya vikhrevogo koltsa pod peystviyem sily tyazhesti. Podyem oblaka atomnogo vzryva //
PMTF. 1967. №2. -P.3-15.
[13] Piscaglia, F., Montorfano, A., and Onorati, A.: Towards the LES simulation of IC engines with parallel topologically
changing meshes, SAE Int. J. Engines, 6, 926–940, doi:10.4271/2013-01-1096, 2013.
[14] Deystviye yadernogo oruzhiya / pod red. E.M. Sominskogo. – M: Voyennoye izdatelstvo ministerstva oborony SSSR. 1965.
–P. 679.
[15] Sutton O.G. The Atom bomb as an experiment in convection // Weather. 1947. Vol.2. №4. -P. 20.
[16] Vulis. L.A. Terekhina. N.A. Rasprostraneniye turbulentnoy strui gaza v srede inoy plotnosti // Zhurnal tekhnicheskoy
fiziki. 1956. – Vol. 26. № 6. -P. 22-23.
[17] Veremey,N.E., Dovgalyuk, Yu.A., Stankova, E.N. Chislennoye modelirovaniye konvektivnykh oblakov. razvivayushchikhsya
v atmosfere pri chrezvychaynykh situatsiyakh//Izvestiya RAN. Fizika atmosfery i okeanov. 2007.- Vol.43. №6. -P. 792-806.
[18] Yakush, S.E. Gidrodinamika i goreniye gazovykh i dvukhfaznykh vybrosov v otkrytoy atmosfere: Dis. . . . dok. fiz.-mat.
nauk / Institut problem mekhaniki RAN. - Moskva. 2000. – 336 s.
[19] Zatevakhin, M.A. Turbulent Thermal in a Humid Atmosphere// High Temperature. 2001. V. 39. N 4. P. 532–539.
–P. 239.
[2] Ershin. Sh.A.. Sakipov. Z.B. Issledovaniye nachalnogo uchastka turbulentnoy strui szhimayemogo gaza // Zhurnal
tekhnicheskoy fiziki. – 1959. – Vol. 2.No.1. - P. 21-23.
[3] Ferziger and Peric, Computational Methods for Fluid Dynamics. - 3., rev. ed. – Berlin; Heidelberg; New York; Barcelona;
Hong Kong; London; Milan; Paris; Tokyo: Springer, 2002. ISBN 3-540-42074-6,-P.251-253.
[4] Fizika vzryva / pod red. L.P. Orlenko. – M.: FIZMATLIT. 2002. - Izd. 3-e. pererabotannoye. - Vol. 1. -P. 832.
[5] Garnier, E., Adams, N., and Sagaut, P.: Large Eddy Simulation for Compressible Flows, doi:10.1007/978-90-481-2819-8,
Springer, the Netherlands,2009. -P.276.
[6] Gostintsev Yu.A.. Solodovnik A.F. Moshchnyy turbulentnyy termik v ustoychivo stratifitsirovannoy atmosfere. Chislennoye
modelirovaniye // PMTF. 1987. Vol.1. -P.47.
[7] Issa, R.I., Gosman, A.D., and Watkins, A.P. The Computation of Compressible and Incompressible Recirculating Flow
by a Non-Iterative Implicit Scheme, Journal of Computational Physics, 1986, -Vol.62. -P.66-82.
[8] Lapin, Yu.V.. Strelets, M.Kh. Vnutrenniye techeniya gazovykh smesey. – M.: Nauka. 1989, -P.368.
[9] Moin, P., Squires, K., Cabot, W., and Lee, S.: A dynamic subgrid scale model for compressible turbulence and scalar
transport, Phys. Fluids A-Fluid,1992. Vol.3, -P.2746, doi:10.1063/1.858164.
[10] Machta L. Eintrainment and the maximum height of an atomic cloud // Bull. Amer. Meteor. Soc. 1950. -Vol. 31. № 6. -P.
215–216.
[11] Nicoud, F. and Ducros, F.: Subgrid-scale stress modelling based on the square of the velocity gradient tensor, Flow Turbul.
Combust.,1999. -Vol. 62. P. 183–200, doi:10.1023/A:1009995426001.
[12] Onufriyev, A.T. Teoriya dvizheniya vikhrevogo koltsa pod peystviyem sily tyazhesti. Podyem oblaka atomnogo vzryva //
PMTF. 1967. №2. -P.3-15.
[13] Piscaglia, F., Montorfano, A., and Onorati, A.: Towards the LES simulation of IC engines with parallel topologically
changing meshes, SAE Int. J. Engines, 6, 926–940, doi:10.4271/2013-01-1096, 2013.
[14] Deystviye yadernogo oruzhiya / pod red. E.M. Sominskogo. – M: Voyennoye izdatelstvo ministerstva oborony SSSR. 1965.
–P. 679.
[15] Sutton O.G. The Atom bomb as an experiment in convection // Weather. 1947. Vol.2. №4. -P. 20.
[16] Vulis. L.A. Terekhina. N.A. Rasprostraneniye turbulentnoy strui gaza v srede inoy plotnosti // Zhurnal tekhnicheskoy
fiziki. 1956. – Vol. 26. № 6. -P. 22-23.
[17] Veremey,N.E., Dovgalyuk, Yu.A., Stankova, E.N. Chislennoye modelirovaniye konvektivnykh oblakov. razvivayushchikhsya
v atmosfere pri chrezvychaynykh situatsiyakh//Izvestiya RAN. Fizika atmosfery i okeanov. 2007.- Vol.43. №6. -P. 792-806.
[18] Yakush, S.E. Gidrodinamika i goreniye gazovykh i dvukhfaznykh vybrosov v otkrytoy atmosfere: Dis. . . . dok. fiz.-mat.
nauk / Institut problem mekhaniki RAN. - Moskva. 2000. – 336 s.
[19] Zatevakhin, M.A. Turbulent Thermal in a Humid Atmosphere// High Temperature. 2001. V. 39. N 4. P. 532–539.
Загрузки
Как цитировать
Zhakebayev, D. B., Karzhaubayev, K. K., Zhubat, K. Z., & Abdibekova, A. U. (2018). Численное моделирование эволюции облака при наземном взрыве ракеты-носителя. Вестник КазНУ. Серия математика, механика, информатика, 95(3), 90–104. https://doi.org/10.26577/jmmcs-2017-3-478
Выпуск
Раздел
Прикладная математика
