МОДЕЛИРОВАНИЕ УПРУГОПЛАСТИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПРИ ИМПУЛЬСНОМ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ С ЖИДКОСТЬЮ НА ОСНОВЕ МЕТОДА ГОДУНОВА ПОВЫШЕННОЙ ТОЧНОСТИ

Аннотация

Исследуется пространственная задача внутреннего взрывного нагружения шаровым зарядом упругопластического цилиндрического контейнера, заполненного водой, в эйлерово-лагранжевых переменных с использованием многосеточных алгоритмов. Приведена определяющая система трехмерных уравнений динамики газа, жидкости и упругопластической среды. При численном моделировании применяется модификация схемы С.К. Годунова повышенной точности как для продуктов детонации и жидкости, так и для упругопластического контейнера. На подвижных контактных границах продукты детонации-жидкость, жидкость-деформируемое тело используется точное решение одномерной задачи распада разрыва. Описание процесса распространения установившейся детонации по взрывчатому веществу от области инициирования проводится с использованием лучевой модели. Решены две задачи: первая задача для осесимметричного положения заряда, вторая - для заряда, сдвинутого относительно оси симметрии. В обоих случаях инициация детонации происходит в центре заряда. В первой задаче исследуются двумерные осесимметричные процессы, во второй задаче процессы существенно трехмерны. Приводится сравнение результатов расчетов первой задачи по трехмерной методике с решением по ранее разработанной двумерной осесимметричной методике и известными экспериментальными данными. Наблюдается хорошее соответствие численных результатов по максимальным скоростям и окружным деформациям, полученным по различным методикам, экспериментальным данным. Анализируется динамическое поведение газового пузыря с продуктами детонации. Показано существенное отклонение формы пузыря от сферической, вызванное действием ударных волн, отраженных от конструкции. Сравнение результатов решения первой и второй задач показало существенное влияние положения заряда на волновые процессы в жидкости, процессы нагружения контейнера и его упругопластического деформирования. В частности, во второй задаче в жидкости наблюдаются ударные волны более высокой амплитуды при отражении от стенок контейнера.